Kosmologie

    Aus WISSEN-digital.de

    (von griechisch: kosmos, "Weltall", und logos, "Wort")

    Kosmologie ist die Lehre vom Universum als einheitliches Ganzes und Teilgebiet der Astronomie.

    Die Kosmologie untersucht v.a. die Entstehung und Entwicklung sowie die Ausdehnung und Beschaffenheit des Weltalls. Sie ist eng verbunden mit der Astrophysik und der Entwicklung der modernen Beobachtungs- und Messtechnik (Teleskope, Raumsonden) und der Radioastronomie.

    Lange Zeit standen die biblischen Modelle der Weltentstehung einer wissenschaftlichen Erforschung entgegen. Ausgangspunkt für die moderne Kosmologie war die Entdeckung der Rotverschiebung der Galaxien von E.P. Hubble. Er deutete diese Spektrumsverschiebungen als Expansion des Weltalls (Hubble-Konstante) und stellte erste Berechnungen über das Alter des Weltalls an. Wichtig wurde auch die Erkenntnis der kosmischen Hintergrundstrahlung. Die Kosmologie ist dadurch ein selbstständiges Sondergebiet geworden.

    Die modernen Weltmodelle beruhen auf der Annahme des kosmologischen Prinzips; danach ist das Weltall homogen und isotrop, d.h. es sieht in jede Richtung und an jedem Punkt in etwa gleich aus. Kein Punkt ist vor dem anderen ausgezeichnet; das Weltall besitzt demnach auch keinen Mittelpunkt, sondern ist unendlich.

    Die Kosmologie diskutiert verschiedene kosmologische Modelle. Die Theorie vom Urknall und die Steady-State-Theorie, von F. Hoyle begründet, stehen sich als wichtigste gegenüber:

    Die Steady-State-Theorie (Theorie vom stationären Kosmos) geht davon aus, dass das Weltall keinen Anfang und kein Ende besitzt und immer dieselbe Dichte aufweist, auch wenn es sich ausdehnt. Der mögliche Verlust von Materie wird durch ständige Spontanerzeugung ausgeglichen. Diese Theorie basiert auf einem vollkommenen Stringenzdenken des kosmischen Prinzips, das auch den Zeitfaktor mit einschließt, d.h. das Universum ist auch zu allen Zeiten gleich.

    Allerdings lässt sich mit dieser Theorie die kosmische Hintergrundstrahlung nicht erklären, die auf einen Urknall in der Geburtstunde des Universums verweist. Man setzt diesen Zeitpunkt, den Beginn der Zeit (Zeit-Nullpunkt) auf etwa 12 Milliarden Jahre zurück. Diese Urknall-Theorie wird vor allem vom Hubble-Effekt, dem Zusammenhang zwischen der Rotverschiebung der Galaxien und ihrer Expansion, und der kosmischen Hintergrundstrahlung, die als Überrest der ursprünglichen Strahlung nach dem Urknall interpretiert wird, gestützt. Diese Strahlung ist inzwischen etwa auf 3 Kelvin abgekühlt.

    Bisher sind Dichte und Masse des Weltalls noch nicht bestimmt. Von der Masse hängt allerdings ab, wie die Expansion des Universums weiter vor sich geht: Bei kleiner Masse strebt die Expansion immer weiter fort, das Universum ist unendlich (offenes Weltall); bei großer Masse ist irgendwann die Grenze maximaler Ausdehnung erreicht, und die Expansion schlägt in eine Kontraktion um (geschlossenes Weltall). Im Fall des pulsierenden Weltalls wechseln Kontraktion und Expansion einander ab.

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