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Kosmische Mikrowellen- hintergrundstrahlung
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Kosmische Mikrowellen- hintergrundstrahlung Maryam Nikbakhti 11.12.2012
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Kosmische Mikrowellen- hintergrundstrahlung. Maryam Nikbakhti. 11.12.2012. Ein Beleg für die Urknall-Theorie. Im Zeitraum der Entstehung der Atome Im ganzen Universum und auch noch heute vorhanden Die Eigenschaften der von der Urknall-Theorie erwarteten Strahlung - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of Kosmische Mikrowellen- hintergrundstrahlung
Kosmische Mikrowellen-
hintergrundstrahlung
Maryam Nikbakhti
11.12.2012
Im Zeitraum der Entstehung der Atome
Im ganzen Universum und auch noch heute vorhanden
Die Eigenschaften der von der Urknall-Theorie erwarteten Strahlung
1946 von Gamow als Überrest des Big Bangs
Ein Beleg für die Urknall-Theorie
Das elektromagnetische Spektrum
Referenz: http://www.scienceinschool.org/
Viktor Franz Hess, österr. Physiker
Eine hochionisierende Höhen-Strahlung extraterrestrischen Ursprungs.
Nobelpreis 1936: für die Entdeckung der kosmischen Strahlung
Der erste experimentelle Hinweis auf die Urknall-Theorie
1965 veröffentlicht
2 Physiker: Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson
Vor dem Bell-Labor in NewjerseyQuelle: http://www.astrocentral.co.uk
Die Geschichte der Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung:
Kalibration einer Mikrowellen-Antenne,
Störungen in dem Mikrowellenbereich,
Die Störungen in alle Richtungen
Die Störung von keiner bestimmten Richtung und von keinem bestimmten Ort der Erde
Von keinem bestimmten Himmelskörper
Die Gruppe der Physiker der Princeton Universität:
Vergleich der Berechnungen und Beobachungen
Die Störungen in der Mikrowellenantenne ein experimenteller Hinweis auf die Richtigkeit der U-T.
Penzias und Wilson->
Die Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung->
Nobelpreis 1978.
Die Entwickl-ung des Universu-ms nach dem Urknall, nach der Urknall theorie.
Was ist die kosmische Hintergrundstrahlung?
Anfänglich aus dem heißen Plasma aus dem Urknall
Im Zeitalter der Entstehung der Atome
Empfangen der freien Elektronen von den Atomen und die Stabilität der neutralen Atomen
Rekombination: Verbindung der Elektronen mit Protonen zu den Atomen
Freie Bewegung der Photonen und ihre Ausbreitung im ganzen Universum
Entkopplung der Strahlung und Materie
Beobachtung der KHS. heute, Beobachtung der Zeit, als das Universum nur 380000 Jahre alt
Das Universum heute 13,7 Milliarden Jahre alt
Photonen= gelbe Linien.
Das Universum plötzlich durchsicht-ig.
Mittels einer einfachen Fernseher-Antenne.
Den Antenne-Fernseher auf einen Kanal mit keinem Programm stellen
Beobachtung eines weißen Rauschens auf dem Bildschirm,
1% dieses weißen Rauschens verursacht von den Photonen der KHGS.
Die kosmische HGS zu Hause experimentieren:
Die beiden Gesetze der Wärmestrahlung:
Stefan-Boltzmann-Gesetz:
Mehr Aussendung der Strahlung jeder Quadratmeter Oberfläche eines heißeren Objekts als eines kühleren Objekts.
Das Wien´sche Verschiebungsgesetz:
Hohe Temperaturen, kürzeren Wellenlängen der hochfrequenten energiereichen Strahlung und umgekehrt.
Das thermische Strahlungsspektrum
Die Planck´sche Kurven:
Die Strahlung eines schwarzen Strahlers aus verschiedenen Wellenlängen
Durch die Planck´sche Strahlungsformel:
Welche Wellenlängen mit welcher Intensität in dem Spektrum eines schwarzen Strahlers.
Das Programm: die Darstellung der Planck´schen Kurven für verschiedene Temperaturen.
Die KMHGS, die Wärmestrahlung des Universums
Von der Hitze des Urknalls
Ein thermisches Strahlungsspektrum
Die Strahlung im Universum mit 380000 Jahre alt, 3000K-> die Oberfläche eines roten Riesen.
Damals sein Maximal im sichtbaren Bereich…~400- 780[nm].
Heute Das Universum um den Faktor 1000 ausgedehnt
Ihre Wellenlänge auch um denselben Faktor ausgedehnt…
Das Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung
Das Spektrum heute im [mm] Bereich und das Maximal bei circa. 1[mm]
Grob im Mikrowellenbereich
Überreinstimmung des heutigen Spektrums mit der Temperatur circa. nur 2,73K
Ein paar Grad über dem absoluten Nullpunkt.
In den frühen 1990er ein NASA-Satellit: Cosmic Background Explorer (COBE)
Überprüfung der Überlegungen zur KMHGS…
Eine exakte Übereinstimmung mit der theoretischen Kurve des Spektrums
Die Temperatur des Nachthimmels grobe 3 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
COBE, die Messung der Temperatur der KMHGS in jeder Richtung
Die KMHGS überall extrem gleichförmig, also die Bedingungen im frühen Universum extrem gleichmäßig und ähnlich
Da das aber gegen die Urknall-Theorie,
Nach der UT, dichtere und weniger dichtere Gebiete im Universum
Die dichtere Gebiete = Bildung der Strukturen im heute beobachtbaren Universum und der Entstehung der Galaxien
Ergebnisse der NASA- Satelliten, COBE und WMAP
COBE: die Temperatur der KMHGS, nicht überall ganz gleich
Etwa 2,73K mit der Schwankung um 0,0001K
Die Bestätigung der Urknalltheorie.
In neuerer Zeit, der NASA-Satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (vom 2001 bis 2010 im Betrieb)
2003 Erstellung einer Weltkarte der Verteilung der KMHGS
Darstellung der Temperaturvariationen der Strahlung
Auf der Karte: Das Aussehen des Universums im Zeitalter der Entstehung der Atome
Damals schon Verdichtungen im Universum.
Anziehung der Materie in die Zentren der dichteren Gebiete anhand größerer Gravitation
Die hellere Bereiche heißer.
Astronomie, die kosmische Perspektive, 5te aktualisierte Auflage,
Jeffrey Bennett, Megan Donahue, Nicholas Schneider, Mark Voit. Herausgegeben von Harald Lesch.
http://www.scienceinschool.org/
http://www.astrocentral.co.uk
Referenzen
Danke für die Aufmerksamkeit
