Discover Entdecke Découvrir Astronomie - Apokalypse Der Weg in die Geheimnisse des Anfangs und des Ende. Heinz Duthel
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Peter Mittelstaedt u.a. (Hrsg.): Was sind und warum gelten Naturgesetze? Klostermann, Frankfurt/M. 2000 (Philosophia naturalis; Bd. 37,2) ISBN 3-465-03118-0,
Karl Popper: Objektive Erkenntnis. Hoffmann und Campe, 1998, ISBN 3-455-10306-5.
Karl Popper: Logik der Forschung. Mohr Siebeck, 2005, ISBN 3-16-148410-X.
Karl-Heinz Schlote (Hrsg.): Chronologie der Naturwissenschaften Der Weg der Mathematik und der Naturwissenschaften von den Anfängen in das 21. Jahrhundert. Verlag Harri Deutsch, 2002, ISBN 978-3-8171-1610-2.
Erwin Schrödinger: Was ist ein Naturgesetz? Beiträge zum naturwissenschaftlichen Weltbild, Oldenbourg, München 1997, ISBN 3-486-46275-X (Scientia Nova).
C. F. v. Weizsäcker: Die Tragweite der Wissenschaft. Stuttgart 1990, ISBN 3-7776-1401-7.
C. F. v. Weizsäcker: Zeit und Wissen. Hanser, München 1992, ISBN 3-446-16367-0.
Zeitschriften
bild der wissenschaft
Nature
Philosophia naturalis. Archiv für Naturphilosophie und die philosophischen Grenzgebiete der exakten Wissenschaften und Wissenschaftsgeschichte, Klostermann, Frankfurt/M. 1. (1950/52) ff.
Science
Spektrum der Wissenschaft
Populärwissenschaftlich
Paul Davies, John Gribbin: Auf dem Weg zur Weltformel. Superstrings, Chaos, Complexity – und was dann?. Byblos, 1993 (Originaltitel: The Matter Myth).
Stephen Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit. Rowohlt, 1991 (Originaltitel: A brief history of time), ISBN 3-499-60555-4.
Harald Lesch: Über Gott, den Urknall und den Anfang des Lebens. GALILA Verlag, 2009. ISBN 978-3-902533-20-3
Essay zur wissenschaftlichen Methode
Max-Wissen der Max-Planck-Gesellschaft
Universum
Universum
Das Hubble Ultra Deep Field: ein sehr tiefer Blick ins Universum Physikalische Eigenschaften (bezogen auf das beobachtbare Universum) Ausdehnung > ca. 78 Mrd. LjMasse (sichtbar)
ca. 1053 kgMittlere Dichte
ca. 4,7 • 10−30 g/cm3Alter ca. 13,75 Mrd. Jahre Galaxien
ca. 100 Mrd.
Temperatur Hintergrundstrahlung 2,7 KAls Universum (von lateinisch universus „gesamt“, von unus und versus „in eins gekehrt“) wird allgemein die Gesamtheit aller Dinge bezeichnet. Im Speziellen meint man damit den Weltraum (veraltet auch Weltenraum), auch Weltall oder Kosmos (von griechisch κόσμος kósmos „(Welt-)Ordnung“, „Schmuck“, „Anstand“; das Gegenstück zum Chaos) und bezeichnet die Welt bzw. das Weltall sowohl als das sichtbare Universum, als auch als geordnetes, harmonisches Ganzes.
Weltall und Weltraum – Abgrenzung
Der Ausdruck Universum wurde im 17. Jahrhundert von Philipp von Zesen durch den Ausdruck Weltall eingedeutscht. Obwohl der Begriff Universum alles, also auch Sterne und Planeten und damit auch die Erde einschließt, wird mit Weltraum oft nur der Raum außerhalb der Erdatmosphäre bezeichnet. Da der Übergang von der Erdatmosphäre zum Weltraum fließend ist, existieren mehrere festgelegte Grenzen. International am gebräuchlichsten ist die Definition der Fédération Aéronautique Internationale, nach der der Weltraum in einer Höhe von 100 Kilometern beginnt (Kármán-Linie). Dort ist die Geschwindigkeit, die benötigt wird, um Auftrieb zum Fliegen zu erhalten, gerade genauso hoch, wie die Umlaufgeschwindigkeit eines Raumflugkörpers, der durch die Schwerkraft der Erde auf einer Kreisbahn gehalten wird. Nach der Definition der NASA und der US Air Force beginnt der Weltraum bereits in einer Höhe von etwa 80 Kilometern (50 Meilen) über dem Boden. Eine völkerrechtlich verbindliche Höhengrenze gibt es nicht.
Allgemeines
Die heute allgemein anerkannte Theorie zur Beschreibung der großräumigen Struktur des Universums ist die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Auch die Quantenphysik hat wichtige Beiträge zum Verständnis speziell des frühen Universums geliefert, in dem die Dichte und Temperatur sehr hoch waren und viele Prozesse unter Beteiligung von Elementarteilchen abliefen (Astroteilchenphysik). Wahrscheinlich wird ein erweitertes Verständnis des Universums erst erreicht, wenn die Physik eine Theorie entwirft, die die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenphysik vereint. Diese wird T.O.E. (Theory Of Everything), G.U.T. (Grand Unified Theory) oder auch Weltformel genannt. In dieser Theorie der Quantengravitation sollen die vier Grundkräfte der Physik (elektromagnetische Kraft, Gravitation, starke und schwache Kernkraft) einheitlich erklärt werden. Schon Albert Einstein hat sich viele Jahre um die Aufstellung einer solchen allumfassenden Theorie bemüht – ohne Erfolg. Zudem waren in seinem Konzept die starke und schwache Wechselwirkung nicht enthalten, so dass seine Suche nach der Weltformel auch von daher – weil unvollständig – zum Scheitern verurteilt war. Erst in den 1960er Jahren standen die mathematischen Voraussetzungen für die Entwicklung einer Vereinigungstheorie zur Verfügung, womit die Suche der Physiker nach diesem großen einheitlichen Bild der Welt begann.
Die Kosmologie, ein Teilgebiet sowohl der Physik als auch der heutigen Philosophie der Naturwissenschaften, befasst sich mit dem Studium des Universums und versucht Eigenschaften des Universums wie beispielsweise die Frage nach der Feinabstimmung der Naturkonstanten zu beantworten.
Alter und Zusammensetzung
Die klassische und heute weithin anerkannte Urknalltheorie geht davon aus, dass das Universum in einem bestimmten Augenblick, dem Urknall (engl. Big Bang), aus einer Singularität heraus entstand und sich seitdem ausdehnt (siehe Expansion des Universums). Allerdings bleibt in diesem Modell offen, was vor dem Urknall war und wodurch er verursacht wurde. Zeit, Raum und Materie sind jedoch gemäß der Urknalltheorie erst mit dem Urknall entstanden. Dadurch wird der Frage nach dem „davor“ die Grundlage entzogen, denn einen Raum, in dem etwas hätte stattfinden können, gab es vor dem Urknall (per Definition) nicht. Hinzu kommt, dass ein Zeitpunkt vor dem Urknall rein physikalisch auch nicht definierbar ist. Da die naturwissenschaftlichen Gesetze für die extremen Bedingungen während der ersten etwa 10−43 Sekunden (Planck-Zeit) nach dem Urknall nicht bekannt sind, beschreibt die Theorie den eigentlichen Vorgang strenggenommen überhaupt nicht. Erst nach Ablauf dieser Planck-Zeit können die weiteren Abläufe physikalisch nachvollzogen werden. So lässt sich dem frühen Universum z. B. eine Temperatur von 1,4 • 1032 K (Planck-Temperatur) zuordnen.
Das Alter des Universums ist aufgrund von Präzisionsmessungen durch das Hubble-Weltraumteleskop mithilfe von Gravitationslinsen mit 13,75 Milliarden Jahren relativ genau berechenbar. Das Universum ist maximal 170 Millionen Jahre älter oder 150 Millionen Jahre jünger als dieser Wert. Eine frühere Ermittlung des Alters durch den Satelliten WMAP ergab das etwas ungenauere Ergebnis von 13,7 Milliarden Jahren.
Das Alter kann auch durch Extrapolation von der momentanen Expansionsgeschwindigkeit des Universums auf den Zeitpunkt, an dem das Universum in einem Punkt komprimiert war, berechnet werden. Diese Berechnung hängt aber stark von der Zusammensetzung des Universums ab, da Materie bzw. Energie durch Gravitation die Expansion verlangsamen. Die bisher nur indirekt nachgewiesene Dunkle Energie kann die Expansion allerdings auch beschleunigen. So können verschiedene Annahmen über die Zusammensetzung des Universums zu verschiedenen Altersangaben führen. Durch das Alter der ältesten Sterne kann eine untere Grenze für das Alter des Universums angegeben werden. Im aktuellen Standardmodell stimmen beide Methoden sehr gut überein.
Sämtliche Berechnungen für das Alter des Universums setzen voraus, dass der Urknall tatsächlich als zeitlicher Beginn des Universums betrachtet werden kann, was wegen Unkenntnis der physikalischen Gesetze für den Zustand unmittelbar nach Beginn des Urknalls nicht gesichert ist. Zwar kann ein statisches Universum, das unendlich alt und unendlich groß ist, ausgeschlossen werden, nicht jedoch ein dynamisches unendlich großes Weltall. Dieses wird unter anderem durch die beobachtete Expansion des Weltalls begründet. Des Weiteren wies schon der Astronom Heinrich Wilhelm Olbers darauf hin, dass bei unendlicher