Wie könnte ein explosiver Urknall die Geburt unseres Universums sein?

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Wie kann ein Urknall der Beginn des Universums gewesen sein, da heftige Explosionen alles zerstören? – Tristan S., 8 Jahre, Newark, Delaware


Stellen Sie sich vor, Sie wären eine perfekt flache Schachfigur in einer Schachpartie auf einem perfekt flachen und riesigen Schachbrett. Eines Tages schaust du dich um und fragst: Wie bin ich hierher gekommen? Wie kam das Schachbrett hierher? Wie hat alles angefangen? Sie zücken Ihr Teleskop und fangen an, Ihr Universum, das Schachbrett, zu erkunden….

Was findest du? Dein Universum, das Schachbrett, wird immer größer. Und im Laufe der Zeit sogar noch größer! Das Brett dehnt sich in alle sichtbaren Richtungen aus. Soweit Sie das beurteilen können, scheint nichts diese Expansion zu verursachen – es scheint einfach die Natur des Schachbretts zu sein.

Aber warte mal. Wenn es größer wird und größer und größer geworden ist, dann bedeutet das, dass es in der Vergangenheit immer kleiner und kleiner und kleiner gewesen sein muss. Irgendwann, vor langer, langer Zeit, ganz am Anfang, muss es so klein gewesen sein, dass es unendlich klein war.

Lassen Sie uns von dem, was damals passiert ist, weitermachen. Am Anfang Ihres Universums war das Schachbrett unendlich klein und wurde dann immer größer und größer bis zu dem Tag, an dem Sie sich entschieden, einige Beobachtungen über die Natur Ihres Schachuniversums zu machen. Alle Dinge im Universum – die kleinen Teilchen, aus denen Sie und alles andere bestehen – begannen sehr nahe beieinander und breiteten sich dann im Laufe der Zeit immer weiter auseinander.

Unser Universum funktioniert genau so. Wenn Astronomen mögen mich Beobachtungen entfernter Galaxien machen, sehen wir, dass sie es sind alle bewegen sich auseinander. Es scheint, dass unser Universum sehr klein angefangen hat und sich seitdem immer weiter ausdehnt. Tatsächlich wissen Wissenschaftler jetzt, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern dass die Geschwindigkeit, mit der es sich ausdehnt, zunimmt. Dieser mysteriöse Effekt wird von etwas verursacht, das Physiker dunkle Energie nennen, obwohl wir sonst sehr wenig darüber wissen.

Eine Visualisierung winziger Energieschwankungen im frühen Universum.
ESA, Planck-Kollaboration, CC DURCH

Astronomen beobachten auch so etwas wie die Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Es ist ein sehr niedriges Energieniveau, das im ganzen Raum existiert. Wir wissen von diese Messungen dass unser Universum ist 13,8 Milliarden Jahre alt – viel, viel älter als Menschen und etwa dreimal älter als die Erde.

Wenn Astronomen bis zu dem Ereignis zurückblicken, das unser Universum begann, nennen wir das der Urknall.

Viele Menschen hören den Namen „Urknall“ und denken an eine gigantische Explosion von Zeug, wie eine Bombe, die hochgeht. Aber der Urknall war keine Explosion, die Dinge zerstörte. Es war der Beginn unseres Universums, der Beginn von Raum und Zeit. Es war keine Explosion, sondern eine sehr schnelle Expansion, das Ereignis, das dazu führte, dass das Universum größer und größer wurde.

Diese Ausdehnung unterscheidet sich von einer Explosion, die beispielsweise durch chemische Reaktionen oder große Einschläge verursacht werden kann. Explosionen führen dazu, dass Energie von einem Ort zum anderen fließt, und normalerweise viel davon. Stattdessen bewegte sich die Energie während des Urknalls zusammen mit dem Raum, während er sich ausdehnte, bewegte sich wild herum, wurde aber im Laufe der Zeit immer breiter, da der Raum im Laufe der Zeit wuchs.

Versuchen Sie, sich den Urknall eher als massive Expansion denn als zerstörerische Explosion vorzustellen.

Zurück im Schachbrett-Universum wäre der „Urknall“ wie der Anfang von allem. Es ist der Anfang des Boards, das größer wird.

Es ist wichtig zu erkennen, dass es „vor“ dem Urknall keinen Raum und keine Zeit gab. Um auf die Schachbrettanalogie zurückzukommen: Sie können die Zeit auf der Spieluhr nach dem Start zählen, aber es gibt keine Spielzeit vor dem Start – die Uhr lief nicht. Und bevor das Spiel begonnen hatte, hatte das Schachbrettuniversum nicht existiert und es gab auch keinen Platz auf dem Schachbrett. Man muss in diesem Zusammenhang vorsichtig sein, wenn man „vorher“ sagt, denn bis zum Urknall gab es keine Zeit.

Sie haben sich auch mit der Idee beschäftigt, dass sich das Universum in nichts „hinein“ ausdehnt, da, soweit wir wissen, der Urknall der Beginn von Raum und Zeit war. Verwirrend, ich weiß!

Astronomen sind sich nicht sicher, was den Urknall verursacht hat. Wir schauen uns einfach Beobachtungen an und sehen, dass das Universum so begann. Wir wissen, dass es extrem klein war und größer wurde, und wir wissen, dass es vor 13,8 Milliarden Jahren begann.

Wie entstand unser eigenes Schachspiel? Das ist eine der tiefsten Fragen, die man stellen kann.


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