Hermann Kolanoski, Astroteilchenphysik - Kosmologie I 1WS2009/10

2. Entwicklung des Universums

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Urknallmodell

• Fluchtbewegung der Galaxien Expansion des Universums• 3K-Hintergrundstrahlung Nachhall des Urknalls• Häufigkeit der leichten Elemente (H, D, He, Li)

Stützen:

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Vereinheitlichung der Wechselwirkungen

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Vereinheitlichung der Wechselwirkungen

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Kosmologisches Prinzip

Galaxien

Hintergrundstrahlung

Universum sieht von überall gleich aus:unabhängig von Ort und Richtung

Universum ist auf großen Skalen

homogen und isotrop

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Raumkrümmung

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Robertson-Walker-Metrik (1)

Kugelkoordinaten:

Ziel: eliminiere 1 Dimension

3-dim. Raum mit Krümmung > 0 als Kugel in 4-dim Raum:

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Robertson-Walker-Metrik (2)

Raum-Linienelement:

Raum-Zeit-Linienelement:

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Expansion des Universums

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Geometrie des Raumes

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Friedmann-Gleichung

mit

Friedmann-Gleichungen sind Lösungen der Einsteingleichungen der ARTfür eine homogene, isotrope ideale Flüssigkeit:

mit Zustandsgleichung p = p(ρ)

Raumkrümmung

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Zustandsgleichungen p=p(ρ)

!

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Massen- und Strahlungsdichte

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Dichte des Universums

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Temperaturentwicklung

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Alter des Universums

Alter des Universums

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