Abgeschickt von Helmut Pfeifer am 19 Februar, 2009 um 13:23:48
Antwort auf: Re: Materie aus dem Nichts,die Quantenphysik erklärt von Helmut Pfeifer am 11 Februar, 2009 um 19:19:13:
S.g. Forumsbesucher und alle Diskussionsteilnehmer,
Teil 3 : Materie - Antimaterie
Am Ende des Teils 2 vom 11.2. habe ich auf die Entdeckung der Antimaterie hingewiesen. Wie ist es dazu gekommen?
Zunächst wies Einstein mit seiner "berühmten" Formel E = m x c/2 nach, dass Masse(m) eine Form der Energie (E) ist, bzw.eine Äquivalenz zwischen beiden besteht. So kann ein Teilchen, etwa ein Elektron, als Träger konzentrierter Energie angesehen werden. Weil Energie in mehereren Formen vorkommen kann, könnte Materie nach der Gleichung Einsteins zum Beispiel auch in Wärmeenergie umgewandelt werden. Bei genauen Analysen dieser Umwandlungsprozesse von Energie, entdeckte man, dass dabei ganze Teilchen entweder verschwinden oder auftauchen würden.
Gleichzeitig konnte die in den zwanziger Jahren entwickelte Quantentheorie das Verhalten von Elektronen in Atomen erklären, wie etwa ihre Begrenztheit auf ganz bestimmte Energieniveaus, oder warum sie sich in unterschiedlichster Entfernung um den Atomkern bewegen, ohne mit diesem zu kollidieren. Durch genaue Untersuchungen und Tests schloss man auf das Vorhandensein von einem positiv geladenen Gegenstück des Elektrons.
Es handelt sich dabei um das "Spiegelbild" des Elektrons mit der gleichen Masse, aber positiver Ladung, das man Positron nannte.
Allmählich entdeckte man, dass jedes Teilchen ein Pendant haben müsse, ein so genanntes Antiteilchen.
Man ist sicher, dass der Urknall Prozesse ausgelöst hat, welche gewaltige Mengen Energie hervorgebracht haben, von dem ein Teil in die Erzeugung von Materie geflossen ist. Die Erzeugung von Materie kann also physikalischen Prozessen zugeordnet werden, die in der kosmischen Urphase abgelaufen sind. Alle kosmologischen Analysen lassen vermuten, dass das Universum in seiner Urphase aus einer "Elementarteilchensuppe" bestand, die nach der Symmetrietheorie zu gleichen Teilen aus Teilchen und Antiteilchen bestanden hat. Dieses explosive Gemisch hätte zur Paarvernichtung im großen Stil geführt und es wäre nur ganz wenig Materie übrig geblieben. Man muss nämlich wissen, dass das Aufeinandertreffen von Materie und Antimaterie generell mit einer gegenseitigen Auslöschung erfolgt, wobei die Gesamtmasse der Teilchen in Photonen umgewandelt wird deren Energie so hoch ist, dass sie zum Bereich der Gammastrahlen des elektromagnetischen Spektrums gehört.
Neueste Erkenntnisse besagen, dass in den Anfängen des Universums eine geringe Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie bestanden haben muss. Es hat schon genügt, dass auf eine Milliarde Antiteilchen eine Milliarde und ein Teilchen gekommen ist. Nach der Vernichtung der Teilchenpaare, blieb nur das eine Teilchen pro Milliarde über.
Als das Universum weiter expandierte, kühlte auch die Gammastrahlung so weit ab, dass sie zu normaler Wärmestrahlung degenerierte, welche als kosmische Hintergrundstrahlung das Universum heute noch gleichmäßig ausfüllt. Bei Untersuchungen dieser Strahlung stellte sich heraus, dass das Verhältnis der Anzahl kosmischer Hintergrundphotonen zu der vorhandenen Anzahl von Atomen im beobachtbaren Universum eine Milliarde zu eins beträgt. Dieses Verhältnis gehört zu einer der wichtigsten Parameter der gesamten Kosmologie und bestätigt die Berechnungen der geringfügigen Asymmetrie von Materie und Antimaterie zu Beginn des Universums.
Eine plausible Erklärung für den Ursprung der Materie ist aber nur eine halbe Sache, denn das Universum besteht nicht nur aus Materie (sichtbarer und unsichtbarer), sondern es gibt auch Zeit und Raum-oder besser gesagt "Raumzeit".
Hier wird es noch viel schwieriger!
Mehr darüber in Teil4.
MfG
Helmut Pfeifer