Einführungskurs - Modul 18:
„Raum-Zeit-Kontinuum, Dunkle Materie und Teilchen”
von Dr. Jürgen Wirth, Bonn
In den ersten Momenten nach dem Urknall befand sich das noch winzige Weltall als Ganzes im Einflussbereich der atomaren Grundkräfte, die nach und nach aus dem zunächst strukturlosen, ununterscheidbaren Energieball hervortraten und dadurch die Entstehung all der Teilchen ermöglichten, die das heutige System der Elementarteilchen, sowohl der instabilen, wie auch der stabilen, ausmachen. Um die Vorgänge so kurz nach dem Urknall verstehen zu können, ist daher die Behandlung der vier Grundkräfte der Natur: Gravitation, starke und schwache Wechselwirkung sowie die elektromagnetische Wechselwirkung, ihrer Stärken, Eigenschaften und gegenseitigen Beziehungen ebenso notwendig wie eine Einführung in die Elementarteichenphysik.
Mit diesen Grundlagen wird es dann möglich, sich mit der Frage nach Natur und Eigenschaften der "Dunklen Materie" zu beschäftigen, welche Kräfte auf sie wirken und aus welchen Teilchen sie besteht, welchen Einfluss sie auf die Entwicklung des Universums nimmt. Viele dieser Fragen können derzeit allerdings nicht abschließend beantwortet werden.
Von Anbeginn im Urknall an sind Zeit und Raum in einem Raum-Zeit-Kontinuum untrennbar miteinander verbunden, das durch die allgemeine Relativitätstheorie beschrieben wird. So konkurrieren für die Momente direkt nach dem Urknall die Gesetze der Relativitätstheorie und der Elementarteilchenphysik miteinander, manchmal unvereinbar, um eine zutreffende Beschreibung der ablaufenden Prozesse, möglichst unter Einbeziehung der Dunklen Materie. Einige Fragen, wie z.B. die nach der Existenz des Higgs-Bosons, konnten in den letzten Jahren geklärt werden. Die dabei eingesetzten Methoden und Experimente werden ebenfalls in diesem Kursmodul behandelt.
Die einzelnen Themen entsprechen den Abschnitten 4.4, 4.6 und 4.7 des Einführungskurses.
Vortragstermine:
• Volkssternwarte Bonn - J. Wirths Aktuelle Astronomie - 2014 August 27, September 10 und 24
Stand: 2014 August 8