Ein Kosmos aus Licht?
Mit Sicherheit gilt das nicht für unser gegenwärtiges Universum.
Es ist seit etwa 5 Milliarden Jahren durch die Dunkle Energie dominiert und expandiert beschleunigt.
Vor dieser Zeit war es materiedominiert und expandierte mit der dritten Wurzel aus dem Zeitquadrat, also leicht abgebremst.
Aber vor 400 000 Jahren nach dem Urknall war der Kosmos in der Tat strahlungsdominiert. Der Radius (genauer der kosmische Skalenfaktor) wuchs proportional zur Wurzel aus der Zeit an.
Die damalige Strahlung war wirklich sichtbares, rötliches Licht, das zu einer Temperatur von 3000 Grad gehört. Sie erfüllt noch immer unseren ganzen Kosmos, ist aber durch die Ausdehnung zur Mikrowellenstrahlung geworden, also für unser Auge unsichtbar.
Was war aber ganz am Anfang?
Kosmologen sind sich uneins darüber, ob die Gesamtenergie des Kosmos 0 ist oder einen größeren Wert besitzt, ob der Energieerhaltungssatz für den Kosmos als Ganzes gilt oder nicht....
Wir haben aber im letzten Plot (26.12.) zu diesem Thema gelernt, dass in mikroskopischen atomaren Maßstäben Energiefluktuationen auftreten können. Dadurch können viel Photonen vorübergehend im Kosmos erscheinen. Aber wie entstehen daraus Strukturen der Materie bzw. die Materie überhaupt?
Wir wissen, dass ein Photon ausreichender Energie sich in ein Teilchen-Antiteilchen Paar umwandeln kann. So kann sich aus etwa 1 MeV (eV ist eine sehr kleine Energieeinheit, M steht für Mega) ein Elektronen-Positronen-Paar bilden.
Die Paare aus Teilchen und Antiteilchen zerstrahlen sich aber auch wieder zu Photonen.
Aber irgendwann ganz am Anfang (vielleicht innerhalb der Planckzeit von 10^(-43) Sekunden) muss es eine Verletzung der symmetrischen Erzeugung von Teilchen und Antiteilchen gegeben haben. Auf 1 Milliarden Antiteilchen kamen 1 Milliarden plus 1 Teilchen.
Pro Milliarden Paare, die sich wieder in Photonen zurückverwandeln, bleibt also 1 Teilchen übrig.
Alle diese Teilchen bilden die über 300 Milliarden Galaxien im Kosmos, unzählige Sterne und Planeten.
Die erneut entstandenen Photonen erfüllen immer noch den Kosmos als die 3 K Mikrowellenstrahlung vom Urknall.
Wenn wir uns den Entstehungsprozess dieser Mikrowellenstrahlung genauer ansehen, werden wir mehr über die Strukturen und damit auch die Strukturbildung im frühen Universum erfahren.
Das machen wir im nächsten Plot, bestimmt noch 2018!
Für heute halten wir fest:
Am Anfang war das Licht? Ja, wenn wir das als Metapher meinen und den Begriff auf Photonen hoher Energie beziehen. Daraus hat sich durch eine Verletzung heute bekannter Naturgesetze (man nennt das Symmetriebruch) ein kleiner Anteil Materie gebildet, der sich zu Sternen, Planeten und Galaxien organisiert hat:
Unser heutiges Universum.
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