kosmologia

Hubble Ultra Deep Field -kuva näyttää eri ikäisiä, kokoisia ja muotoisia galakseja. Pienimmät, punaisimmat galaksit kuuluvat kauimpana tunnettuihin galakseihin. Nämä galaksit voidaan nähdä vaiheessa, kun maailmankaikkeus oli 800 miljoonaa vuotta vanha.

Kosmologia ( Antiikin Kreikan κοσμολογία , kosmología "oppi maailmassa") käsittelee alkuperä, kehitys ja perustavanlaatuinen maailmankaikkeuden rakenteesta ja maailmankaikkeuden kokonaisuutena. Se on tähtitieteen haara, joka liittyy läheisesti astrofysiikkaan . Sen juuret ovat kosmogoniassa , joka alun perin teki maailman alkuperän selväksi myyttisten ideoiden perusteella, mutta jotka esisokraatit johtivat yrityksiin muotoilla sille abstrakteja periaatteita. Parmenides omaksui näin perus dualismin, joka määrittää kosmiset tapahtumat "todennäköisyyden" mukaan.

Nykypäivän kosmologia kuvaa maailmankaikkeutta soveltamalla fyysisiä teorioita, ja yleinen suhteellisuusteoria on tärkeä suurille mittakaavoille ja kvanttifysiikka pienimmille . Mallinnuksen lähtökohtana ovat tähtitieteelliset havainnot galaksien jakautumisesta ja ominaisuuksista maailmankaikkeudessa. Punasiirtymällä spektriviivojen valossa galaksien ja niiden systemaattista kasvu etäisyyden tulkitaan koko kasvun maailmankaikkeuden ja johtaa ajatukseen, että maailmankaikkeus syntyneet erittäin tiivis ja kuuma alkutilaan ja kehittää siitä sen tällä hetkellä havaittu tila. Muodollisesti teoria johtaa singulaarisuuteen , alkuräjähdykseen , joka merkitsi maailmankaikkeuden alkua 13,75 miljardia vuotta sitten. Tietyn energian koon ja tiheyden perusteella hyvin varhaisessa universumissa tunnettujen fyysisten teorioiden pätevyys kuitenkin ylittyy. Erityisesti ei ole olemassa pätevää teoriaa kvanttipainovoimasta . Vaikka maailmankaikkeuden alku ei ole nykyisten teorioiden ulottuvilla, Lambda CDM -malli on erittäin onnistunut vakiomalli maailmankaikkeuden kehitykselle, joka on hyvässä yhteydessä useiden havaintojen kanssa.

Tähtitieteen kosmologisesti merkityksellisiin mitattaviin kohteisiin kuuluvat alkeellisen nukleosynteesin luomat kevyimpien elementtien (vety, helium ja litium) taajuudet sekä kosminen taustasäteily , joka vapautui noin 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. laajeneva maailmankaikkeus oli uponnut niin, että neutraalit atomit voisivat olla olemassa. Edelleen seurauksena syntyi pieniä tiheysvaihteluita painovoiman vaikutuksesta , galaksien ja galaksien laajamittainen jakautuminen , kasautumalla, filamentteilla ja välissä olevilla tyhjillä tiloilla ( onteloille on tunnusomaista), ja se on yhä homogeenisempi suurimmissa mittakaavoissa. Kosmologia kirjaa myös avaruuden pienen kaarevuuden mitattuna suuressa mittakaavassa sekä koko avaruuden avaruudellisen isotropian ja homogeenisuuden, luonnonvakioiden numeeriset arvot ja kemiallisten elementtien taajuusjakauman .

Kaiken kaikkiaan tämä osoittaa maailmankaikkeuden tulevaisuuteen suuntautuvan kehityksen, joka tapahtuu tietyissä vaiheissa, joista silmiinpistävintä kutsutaan vaihesiirtymiksi , kuten B. baryogeneesi , alkukantainen nukleosynteesi tai rekombinaatio .

Vakiomalli

Vakio- tai alkuräjähdysmalli näkee maailmankaikkeuden alun lähes äärettömän tiheässä tilassa, josta se kehittyi alkuräjähdyksessä kutsutussa laajennuksessa nykyiseen tilaan, jolloin nykyään havaittava kosmos muuttuu lähes täsmällisestä laajentumisesta säteeseen yli 45 miljardia valovuotta turvonnut. Se perustuu lähinnä yleiseen suhteellisuusteoriaan ja sitä tukevat havainnot:

Tiheyden vaihtelut

Eri pituuden asteikkojen keskiarvo osoittaa tiheyden vaihtelua. Pituusasteikolla 10000 Megaparsec (Mpc) vaihtelut ovat alle 1%, kun taas asteikolla 100 Mpc - 1 Mpc rakenteista tulee yhä paakkuja. Suurimpia rakenteita ovat Sloan Great Wall , jonka pituus on hyvä 400 mega parsecia, ja Hercules-Corona Borealis Great Wall , jonka laajennus on 2000–3000 Mpc ja joka on toistaiseksi ollut merkitty vain runsaalla tusinan gammasäteilyllä ( GRB) .

Nykyisin havaittujen vaihtelujen sanotaan kehittyneen inflaation aikana tapahtuneista kvanttivaihteluista , eli pian ajan alkamisen jälkeen, ja kehitys etenee hitaammin suurissa mittakaavoissa kuin pienemmissä mittakaavoissa.

Elementtien taajuus

In ensiarvoisen nukleosynteesi ( Big Bang nukleosynteesi ) pian sen jälkeen Big Bang (10 ^-2 s), maailmankaikkeus oli niin kuuma, että asia liuotettiin kvarkkien ja gluonit . Maailmankaikkeuden laajentuminen ja jäähtyminen synnytti protoneja ja neutroneja . Jälkeen toiseksi ytimet valoelimien ( ² H , ³ hän , ⁴ Hän , ⁷ Li ) sulautetaan protonit ja neutronit . Tämä prosessi päättyi noin kolmessa minuutissa. Joten näiden valoaineiden suhteellinen runsaus määritettiin suurelta osin ennen ensimmäisten tähtien muodostumista.

Kosminen taustasäteily

George Gamow oletti vuonna 1946 , että Arno Penzias ja Robert Woodrow Wilson löysivät vuonna 1964 englantilaisen kosmisen mikroaaltouunin (CMB) - keskilämpötila 2,725  Kelvin . Taustasäteily on peräisin ajalta 300 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, jolloin maailmankaikkeus oli noin tuhannesosa sen nykyisestä koosta. Silloin maailmankaikkeus tuli läpinäkyväksi, ennen kuin se tehtiin läpinäkymättömästä ionisoidusta kaasusta. Mittaukset, esimerkiksi COBE , BOOMERanG , WMAP , Planck -avaruusteleskooppi .

Universumin laajentuminen

Edwin Hubble pystyi todistamaan maailmankaikkeuden laajentumisen vuonna 1929, koska galaksit osoittavat kasvavaa punaista siirtymää spektriviivoissa etäisyyden kasvaessa . Suhteellisuuskerroin on Hubble -vakio  H, jonka arvon oletetaan olevan 67,74 (± 0,46) km / s Mpc ⁻¹ (vuodesta 2016). H ei ole vakio, vaan muuttuu ajan myötä - kääntäen verrannollinen maailmankaikkeuden ikään. Emme ole laajentumisen keskellä - avaruus itse laajenee tasaisesti kaikkialla ( isotrooppinen universumi ). Laskemalla laajentuminen takaisin, maailmankaikkeuden ikä määritetään. Jos Hubble -vakio (katso Hubble -aika ) on oikea, se on noin 13,7 miljardia vuotta. WMAP -koettimen tähän mennessä saamien tietojen ja supernovahavaintojen perusteella oletetaan nyt 13,7 miljardin vuoden ikäinen avoin, kiihtyvä laajeneva maailmankaikkeus.

Maailmankaikkeuden evoluutio

Kosmologian vakiomallin mukaan syntyy suunnilleen seuraava järjestys.

• Planckin aikakausi; jopa ^10-43 sekuntia; kaikki neljä voimaa yhdistyvät edelleen;
• Inflaatiovaihe myös GUT -aikakausi; päättyy ^10-33 s - ^10-30 sekuntia; äärimmäinen laajentuminen 10 ^{30 -} 10 ⁵⁰ ;
• Quark -aikakausi; jopa ^10-7 sekuntia; muodostuu kvarkkeja, leptoneja ja fotoneja ; aineen ja antiaineen epätasapaino syntyy baryogeneesissä ;
• Hadronien aikakausi; jopa ^10-4 sekuntia; Protoneja, neutroneja ja niiden hiukkasia syntyy; myös muonit , elektronit , positronit , neutriinot ja fotonit;
• Leptonin aikakausi; enintään kymmenen sekuntia; Muonit hajoavat, elektronit ja positronit tuhoutuvat ;
• Alkukantainen nukleosynteesi ; enintään kolme minuuttia; Tuotetaan vetyä , heliumia ja litiumia ;
• Säteilykausi; noin 300 000 vuotta;
• Aineen aikakausi; tähän päivään asti; Universumi muuttuu läpinäkyväksi, galakseja syntyy.

Satelliitit ja avaruusluotaimet kuljettavat nyt tärkeitä välineitä maailmankaikkeuden tutkimiseen : Hubble -avaruusteleskooppi , Chandra , Gaia ja Planck .

Selittämään havaittua laajenemista ja universumin tasaista geometriaa suuressa mittakaavassa alkuräjähdysmallia täydennetään nykyään Alan Guthin ajatuksien mukaan siitä, että symmetrian tauko maailmankaikkeuden alkuaikoina johti erittäin vahvaan lyhytaikaiseen laajeneminen, joka vähensi maailmankaikkeuden yhtenäisyyttä havaittavan alueen (horisontin) reunalla. Kosmologisen teorian suurin haaste on havaittavan aineen ja sen jakautumisen välinen ristiriita sekä maailmankaikkeuden havaittu keskimääräinen etenemisnopeus. Tavallinen selitys tekee pimeästä aineesta (23%) ja pimeästä energiasta vaaditun aineen osille tiheys, jota ei voida havaita sähkömagneettisen säteilyn avulla (73%).

Nämä mittasuhteet ovat ajasta riippuvaisia: maailmankaikkeuden alkuaikoina tapahtuneen säteilyvaltaisen aikakauden jälkeen seurasi ainekausi, jolloin aine muodosti suurimman osan. Tämä aikakausi päättyi, kun maailmankaikkeus oli noin 10 miljardia vuotta vanha; siitä lähtien pimeä energia on muodostanut suurimman osan siitä. Laajentumisen aikasuunta muuttui vastaavasti: se hidastui ainekauden loppuun asti, siitä lähtien laajentumista on nopeutettu. Tämä siirtymä voidaan jäljittää suoraan ja mallista riippumatta tarkkailemalla supernovoja monilla etäisyyksillä.

Vakaan tilan teoria

Vakaan tilan teoria (pysyvä tila) todetaan, että tila toisaalta laajenee ja toisaalta, uusi asia luodaan jatkuvasti ja tasaisesti koko tilaan, jolloin tiheys asia pysyy vakiona. Sen kehitti vuonna 1949 Fred Hoyle , Thomas Gold ja muut vaihtoehtona alkuräjähdysteorialle . Useimmat kosmologit hyväksyivät tämän teorian mahdollisena vaihtoehtona 1950 -luvulla ja pitkälle 1960 -luvulle asti.

"Vakaan tilan teoria" oletettiin laskelmien perusteella, jotka osoittivat, että puhtaasti staattinen universumi ei olisi yhteensopiva yleisen suhteellisuusteorian oletuksien kanssa . Lisäksi Edwin Hubblen havainnot osoittivat , että maailmankaikkeus laajenee. Teoria olettaa nyt, että maailmankaikkeus ei muuta ulkonäköään, vaikka se kasvaa. Tätä varten aine on muodostettava jatkuvasti uudelleen, jotta keskimääräinen tiheys pysyy samana. Koska muodostettavan uuden aineen määrä on hyvin pieni (vain muutama sata vetyatomia vuodessa Linnunradalla), uuden aineen muodostumista ei voida havaita suoraan. Vaikka tämä teoria rikkoo lakia säästö, sillä oli muun muassa "houkutteleva" omaisuus että maailmankaikkeus ei ole alkua ja kysymyksiä ennen tai suunnilleen syy alkua laajennus ovat tarpeettomia.

Tämän teorian vaikeudet alkoivat 1960 -luvun lopulla. Havainnot ovat osoittaneet, että maailmankaikkeus todella muuttuu ajan myötä, joten stationaarisuusehtoa rikotaan nimenomaisesti: kvasaareja ja radiogalakseja löytyi vain kaukaisista galakseista. Halton Arp tulkitsi saatavilla olevia tietoja eri tavalla 1960 -luvulta lähtien ja totesi, että läheisessä Neitsy -klusterissa on kvasareja . Vakaan tilan teorian heikkenemistä kiihdytti kosmisen taustasäteilyn löytäminen, jonka ennakoi alkuräjähdysteoria.

Sittemmin se ei ole vakaan tilan teoria mutta alkuräjähdyksen teoria , joka on harkittu onnistuneen vakiomallin kosmologian enemmistö tähtitieteilijät. Se oletetaan epäsuorasti useimmissa astrofysiikan julkaisuissa .

Kosmologian historia

Alku ja Ptolemaioksen maailmankuva

Stelen yläosassa oleva reliefi näyttää Ḫammurapin valtaistuimen auringon, totuuden ja oikeuden jumalan Šamašin edessä

Loop kiertoradalla planeetan mukaan episyklinen teoria

Myyttisten kosmologioiden tietueet tunnetaan Kiinasta ( I Ching , Book of Changes), Babylonista ( Enuma Elish ) ja Kreikasta ( Theogony of Hesiod ). Kosmologisilla ideoilla oli suuri prioriteetti kiinalaisessa kulttuurissa, erityisesti taolaisuudessa ja uuskonfutselaisuudessa . Babylonian myyttejä - joka oletettavasti palata vanhempia Sumeri myyttejä ja puolestaan todennäköisesti olemaan mallina Raamatun Genesis - ja havaintoja taivaalla lienee vaikuttanut myöhemmin Kreikan kosmologisen ideoita, josta tuli perusta keskiajan Länsi kosmologian . Babylonian lisäksi myös Egyptin papisto teki kosmologisia ennätyksiä. Vuonna Pyramiditekstit , maailma jumalten liittyy kosminen olentoja, jotka liittyvät lähinnä aurinkoa, mutta myös kuun ja lukuisat tähdet. Tämä tekee tähtitieteellisen taustan selväksi. Tämä käy ilmi Codex Hammurapin helpotuksesta , joka näyttää kosmopoliittisen kuninkaan valtaistuimelle asetetun auringon jumalan edessä.

Aiemmat kosmologiat perustuivat periaatteeseen kirjata tähtitieteellisiä tietoja ja tulkita niitä sitten . Mytologiat kehittyivät tulkinnoista ja ennustuksista . Lisäksi tähtitieteelliset tietueet antoivat hyödyllistä tietoa historialliselle kalenterille, esim. B. Ur-3-kalenterit, joiden avulla maatalouden prosessit järjestettiin. Järkeistämisprosessi alkoi kreikkalaisten tutkijoiden Milesuksen Thalesin , erityisesti Anaximanderin (6. vuosisata eaa.) Kanssa . Anaximander suunnitteli ensin maailmankuvan, joka perustui laillisiin syy -yhteyksiin ja määritteli taivaankappaleille fyysisen luonteen. Anaximanderin mukaan ääretön maailmankaikkeus on loputon määrä maailmoja, joista kokenut maailma on vain yksi, joka on jakautunut ja kerännyt osansa pyörimällä. Atomisistien Demokritoksen ja Anaxagorasin kosmologiset suunnitelmat menivät samaan suuntaan .

Anaximenes työskenteli Anaximanderin ideoiden parissa ja näki ilman alkukantaisena aineena. Pythagoras - jolle kaikki asiat olivat todella numeroita tai suhteita - uskoi, että taivas hengitti äärettömyyttä muodostaakseen numeroryhmiä.

Toinen tärkeä tapahtuma oli ensimmäinen historiallisesti lähetetään järjestelmään, jossa maa oli ole keskellä, joka oli kehitetty Philolaos , joka on Pythagoras , 5. vuosisadalla eKr. Suunniteltiin. Toinen pythagoralainen, Taranton Archytas , esitti väitteen kosmoksen äärettömyydelle ( "Archytasin sauva" ).

Platonin (5. ja 4. vuosisata eKr.) Kosmologiassa , jonka hän kuvailee Timaeuksessa , hän kuvaili taivaallisia esineitä jumalallisiksi olennoiksi, joilla on äly ja henkilökohtainen persoona . Platonin mielestä maa oli pallo, joka lepäsi maailmankaikkeuden keskellä.

Platonin oppilas Aristoteles oli kosmologiassaan osittain ristiriidassa opettajansa näkemyksen kanssa taivaallisten esineiden jumalallisesta luonteesta. Hän kutsuu taivaankappaleita jumalallisiksi ja älyllisiksi; ne koostuvat " viidennestä elementistä " ja niitä tutkii " ensimmäinen filosofia ". Taivaankappaleiden ja pallojen liikkeet johtuvat viime kädessä ensimmäisestä liikkumattomasta liikkujasta ( vaihtajan merkityksessä). Aristoteles edusti maailmankaikkeuden mallia, joka otti keskitetyn tulen (hän ​​ei nimenomaan tarkoittanut aurinkoa), jonka ympärillä taivaankappaleet juoksivat ympyröissä.

Knidoksen Eudoxus suunniteltiin 4. vuosisadan alussa eKr. Malli palloista, jota Kallippos kehitti edelleen ja pystyi kuvaamaan planeettojen taaksepäin suuntautuvan silmukan liikkeitä ensimmäistä kertaa. Tämä vaikutti aristotelilaiseen ja Ptolemaioksen maailmankatsomukseen. Eratosthenesin mittaukset , jotka asuivat 3. vuosisadalla eKr. Maapallon ympärysmitta määritettiin hyvällä tarkkuudella, ja Aristyllus ja Timocharis osoittivat planeettojen liikkeiden poikkeamia Eudoxuksen menetelmällä lasketuista paikoista. Apollonios von Perge kehittyi 3. vuosisadalla eKr Menetelmä laskemiseksi planeettojen kiertoradat avulla epicycles , hän saa pyöritystä planeettoja, jonka keskus oli jälleen kiertoradalla.

Heliosentristä maailmanmallia edusti Samoksen Aristarkos (3. -2. Vuosisata eaa.). Siksi häntä syytettiin jumalattomuudesta; hänen maailmanmallinsa ei voinut voittaa.

Ptolemaios kuvattu geocentric kosmologian hänen Almagest 2. vuosisadalla , joka oli tarkoitus sovittaa yhteen useimpien havaintojen aikansa ja oli yleisesti tunnustettu, kunnes Copernican näkemys maailmasta on perustettu.

Kopernikaaninen käänne

Sivu Copernicuksen käsikirjoituksesta De revolutionibus orbium coelestium

Nicolaus Copernicus loi vuonna 1543 julkaistussa kirjassaan De revolutionibus orbium coelestium ensimmäisen maailmankuvan, joka täydellisyydellään ja tarkkuudellaan vastasi Ptolemaioksen järjestelmää, mutta oli paljon yksinkertaisempi. Kopernikaanijärjestelmässä on tärkeää olettaa, että maa on myös vain auringon planeetta, eli sillä ei ole enää erityistä asemaa. Copernicuksen heliocentrisessä universumissa planeetat liikkuvat yhtenäisten pyöreiden liikkeiden yhdistelmissä pisteessä, joka on lähellä aurinkoa ja jota se myös kiertää.

Kopernikuksen kuvaama maailmankaikkeus, kuten Ptolemaioksen maailmankaikkeus, rajoittui kiinteiden tähtien aineelliseen alueeseen, jonka oli kuitenkin oletettava olevan paljon suurempi kuin aiemmin luultiin voidakseen selittää havaittavan kiinteän tähden puutteen parallaksia . Nikolaus von Kues (1401–1464) oli jo ennakoinut tärkeän ajatuksen rajoittamattomasta maailmankaikkeudesta ilman tiettyä keskustaa maan paikkana. Thomas Digges (1576, A Perfit Description of the Caelestiall Orbes) edusti muunnettua kopernikalaista maailmaa ilman materiaalista kiinteää tähtipalloa, jossa oli ääretön euklidinen tila. By Giordano Bruno (1548-1600) ääretön maailmankaikkeus oletettiin lukemattomia auringot ja planeetat, jos todetut kiinteän tähdet ovat kaukana auringot. Tämän ja muiden katolisen uskon vastaisten lausuntojen vuoksi Bruno tuomittiin harhaoppiseksi ja teloitettiin vaarnalla.

Muita tärkeitä syitä kääntyä pois Ptolemaioksen maailmankatsomuksesta olivat Tycho Brahen havainnot, että vuoden 1572 supernovan ja vuoden 1577 komeetan oli oltava kuun kiertoradan ulkopuolella , mikä kumosi taivaan muuttumattomuuden, kuten Aristoteles opetti. Tycho Brahe lisäsi planeettahavaintojen tarkkuutta huomattavasti. Tarkempien havaintoaineistojensa perusteella hänen avustajansa Johannes Kepler kehitti maailmankatsomuksen, jossa jokainen planeetta, myös maa, liikkuu vaihtelevalla nopeudella ellipsillä lepäävän auringon ympärillä sen sijaan, kuten Kopernikus oletti, useiden yhdistelmällä kulki tasaisesti ympyröitä auringon lähellä olevan pisteen ympärillä. Kepler muotoili planeettojen liikkeen lait, jotka tunnetaan nykyään Keplerin lainalaisuuksina , ja piti aurinkoa magneettisen voiman lähteenä, joka liikuttaa planeettoja kiertoradallaan ja antaa niille muuttuvan nopeuden. Hän kääntyi mekanistiseen kuvaan planeettojen liikkeestä, jossa planeetat eivät enää animoitu kuten Ptolemaioksen . Keplerin heliocentrinen järjestelmä laski planeettojen sijainnit noin 10 kertaa tarkemmin kuin ennen Kopernikuksen ja Ptolemaioksen kanssa. Kuitenkin Kepler oletti jälleen rajallisen maailmankaikkeuden ja osoitti tämän väitteillä, jotka myöhemmin tunnettiin Olberian paradoksi . Kopernikuksen järjestelmä tuki lisäksi Galileo Galilei , joka hänen uudentyyppinen teleskooppi löysi kuut Jupiter ja vuoret ja niiden varjot pinnalla kuun vaikka kiinteä tähdet näyttivät edelleen pistemäinen.

By Isaac Newton ( Philosophiae Naturalis Principia Mathematica kosmologia oli ensin monimutkaisia, 1687) mekaniikka toisiinsa. Käsityksillään voimasta ja hitaudesta sekä yleisen painovoiman postulaatista Newton toi fysiikan kosmologiaan, jossa samat lait soveltuivat taivaallisiin (planeettojen liike) ja maallisiin alueisiin (painovoima). Tärkeä askel tässä kehityksessä oli mekaniikan edellinen kehitys, erityisesti hitauskonseptin valmistelu ( Galileo , Descartes ). Newtonin taivaanmekaniikka mahdollisti planeettojen keskinäisten kiertoratahäiriöiden huomioon ottamisen niiden keskinäisen painovoiman vuoksi ja johti 1800 -luvulla lisääntyneellä matemaattisella tietämyksellä tarkkuuden lisäämiseen edelleen noin 50 kertaa. Tämän mukaan planeettojen liike ei enää johdu yksinomaan auringon vaikutuksesta, vaan kaikki ruumiit, myös aurinko, liikkuvat keskinäisten voimien vaikutuksesta aurinkokunnan yhteisen painopisteen ( barycenterin ) ympärillä. enintään muutaman auringon säteen päässä auringon keskustasta.

1700 -luvulla Thomas Wright ei pitänyt aurinkoa maailmankaikkeuden keskipisteenä vaan pikemminkin yhtenä kiinteistä tähdistä monien joukossa. Hän hylkäsi oletuksen homogeenisesta tähtijakaumasta ja tunnisti Linnunradan levyksi, joka koostui yksittäisistä tähdistä , joiden tasossa aurinko sijaitsee. Hän katsoi tähtitieteilijöiden havaitsemia "sumuja" muihin galakseihin. Vuonna 1755 Immanuel Kant kehitti julkaisussa General Natural History and Theory of Heaven paitsi Thomas Wrightin kaltaisen kosmologian, myös kosmogonian , jossa alun perin kaoottisesti jakautunut aine kasautuu painovoiman vaikutuksesta muodostamaan havaitut taivaankappaleet. Laplace kehitti samanlaisen kehityssuunnitelman . Tähtitieteilijä Wilhelm Herschel yritti saada aikaan kronologisen kehityskaavion luokittelemalla tähdet ja galaksit.

Jumalien ja myyttien maailmasta luonnontieteeseen

Luonnon ja erityisesti maailmankaikkeuden mietiskelevä huomiointi oli esimerkillinen Bios -teoreettisille kreikkalaisessa kulttuurissa . - C.Flammarion, puupiirros, Pariisi 1888, väri: Heikenwaelder Hugo, Wien 1998

Siirtymät filosofiasta luonnontieteeseen tapahtuivat riippuen erilaisista asenteista metafysiikkaan . Kuitenkin kosmos on käytetty filosofiassa kuin arkkityyppi ja malli edustamaan sopivan käyttäytymisen henkilö. Maailmankaikkeuden harmoninen järjestys oli esimerkillinen kreikkalaiselle filosofialle ja toimi sekä ajattelevan elämän ihanteena että erityisesti tieteellisen asenteen ihanteena, bios teoreettisena . Tähän kosmiseen järjestykseen oli mahdollista sopeutua mimeesin avulla , kuten Artes liberalesin tapauksessa , joka sai alkunsa Kreikan antiikista . Voimat, joita kreikkalaisessa kosmologisessa perinteessä kuvattiin pääasiassa jumaliksi ja yli -inhimillisiksi voimiksi, Parmenides oli jo vähentänyt abstraktiksi perusdualismiksi, joka määrittelee kosmisen tulemisen ja rappeutumisen - toisin kuin oleminen yhtä realisoitumattomana kuin tuhoutumaton ajatus "totuudesta" " - sisältää vain" todennäköisyyden "mukaan. Hänen jälkeensä Platon yritti muotoilla tietoluokat, joita hän kutsui "ideaksi" "ihanteellisiksi numeroiksi", hallittavana joukkona hajoamattomia, ei-additiivisia, muuttumattomia kokonaisuuksia, jotka muodostavat perustan ilmiöiden jatkuville muutoksille. On sanomattakin selvää, että Platonille sielun ja tämän ruumiin ja hengen käsite oli ymmärrettävä hänen ideateoriansa luontaiseksi. Filosofia katsoi myöhemmin kosmisen voiman toimivan sielun voimissa. Tästä syystä yhteys ja joissakin tapauksissa tähtitieteen ja astrologian rinnastaminen myöhään keskiaikaan ja sen jälkeen 1700 -luvulle asti. Hannah Arendt näkee samanlaisen maailmankatsomuksen kellon vertauksessa , joka pyrkii jakautumaan kohteen ja esineen välillä epätäydellisen luonnon tuntemuksen vuoksi . Vastaavat mystiikat selittävät yritystä voittaa tämä halkeama ja saada aikaan "objektiivinen ulkonäkö", jota Jürgen Habermas kritisoi. Cosmos kreikkalaisena sanana, joka tarkoittaa jotain koruja, koristeita, järjestystä, jakoa, sisustusta, muotoilua, maailmanjärjestystä ja maailmankaikkeutta, sisältää toisaalta esteettisiä ja toisaalta teknisiä ja käytännöllisiä näkökohtia. Tämä termi välittää puitekonseptin, joka sopii kreikkalaisiin arvoihin kiinnittää huomiota kauniiseen, joka muodosti vanhan ontologian perustan ja sisälsi eräänlaisen pyhän asenteen. Seuraava kantilainen "päätös" voi liittyä tähän:

Ajatuksia kaukaisesta tulevaisuudesta

Nykyinen kosmologia on olennaisesti riippuvainen universumista itsestään saaduista tiedoista (muiden galaksien olemassaolo, punasiirtymä, taustasäteily, elementtien runsaus jne.). Tällaiset tietolähteet menetetään ajan myötä maailmankaikkeuden laajentuessa. Kaukaisessa tulevaisuudessa (> 100000000000vuosi) tutkijat päättelevät huomautuksensa kuvan maailmankaikkeuden joka muistuttaa meidän alusta viime vuosisadan: staattinen maailmankaikkeus koostuu of galaksin ilman big bang . Syynä on:

• Event Horizon laajenee edelleen, mutta on tulossa pienempiä ja pienempiä verrattuna maailmankaikkeuden laajeneminen. Sen ulkopuolella sijaitsevat esineet, esim. B. muut galaksit poistetaan sitten havainnosta.
• Kosminen taustasäteily saa pitkiä ja pitkiä aaltoja. Tällä aallonpituudella on 300 km, se ei enää pysty tunkeutumaan Linnunradan, se heijastuu sen pölyä.
• Tähtien jatkuvan nukleosynteesin vuoksi alkukantaisen nukleosynteesin jäljet ​​hämärtyvät yhä enemmän. Heliumin osuus maailmankaikkeudessa kasvaa 24 prosentista (alkukantainen) 28 prosenttiin (nykyään) 60 prosenttiin (biljoonaan vuoteen).
• Linnunrata, Andromedan sumu ja muutama pienempi, lähellä oleva galaksi yhdistyvät yhdeksi jättimäiseksi galaksi. Pidemmillä aikajänteellä tämä koskee kaikkia galaksien on erittäin galaksin klusteri (meidän tapaus: Laniakea supercluster).

Kaikki tämä tarkoittaa sitä, että 100 miljardin vuoden kuluttua se näyttää tämän superklusterin tarkkailijalle ikään kuin hän kuvaisi koko maailmankaikkeutta. Alkuräjähdyksestä ei voi tehdä enempää johtopäätöksiä. Tähtitieteilijät, jotka saattavat olla elossa, saisivat täysin erilaisen kuvan maailmankaikkeuden rakenteesta ja kehityksestä kuin ne, jotka elävät tällä hetkellä. Tämä on johtanut kysymykseen siitä, missä määrin tällainen tiedon menetys on saattanut tapahtua, ja siten kysymykseen nykypäivän kosmologisten teorioiden luotettavuudesta. Loppujen lopuksi inflaatiovaiheen myötä nämä sisältävät jo sellaista tiedon menettämistä, että pian alkuräjähdyksen jälkeen suuret maailmankaikkeuden alueet siirtyivät havaittavan ulkopuolelle.

kirjallisuus

Erikoiskirjallisuutta

• Gerhard Börner , Uusi kuva maailmankaikkeudesta - kvanttiteoria, kosmologia ja niiden merkitys . Pantheon, München 2009, ISBN 3-570-55077-X
• Scott Dodelson: Moderni kosmetologia . Academic Press, ISBN 0-12-219141-2 .
• Erwin Finlay-Freundlich : Kosmologia (= International Encyclopedia of Unified Science . Volume 1, No. 8). University of Chicago Press, Chicago 1951; Kolmas painos 1962.
• Bernulf Kanitscheider : Kosmologia, historia ja järjestelmällisyys filosofisesta näkökulmasta . Reclam, 1984.
• John Leslie: Kosmologia - filosofinen tutkimus . Julkaisussa: Philosophia 24 / 1-2 (1994), 3-27 (lisäkirjallisuuden kanssa)
• Dierck -Ekkehard Liebscher : Kosmologia - Johdanto tähtitieteen, fysiikan ja matematiikan opiskelijoille . JA Barth Verlag, Leipzig ja Heidelberg 1994, ISBN 3-335-00396-9 .
• Helge Kragh : Käsitykset kosmoksesta - myytteistä kiihtyvään universumiin - kosmologian historia. Oxford Univ. Lehdistö, Oxford 2007, ISBN 0-19-920916-2
• Andrew Liddle: Johdatus nykyaikaiseen kosmetologiaan. Wiley-VCH, Weinheim 2009, ISBN 978-3-527-40882-5 .
• Peter Schneider : Johdatus ekstragalaktiseen tähtitieteeseen ja kosmologiaan . Springer, joulukuu 2005, ISBN 3-540-25832-9 .
• Wolfgang Stegmüller : Nykyaikaisen filosofian päävirrat , III osa, 1. luku (Kosmoksen kehitys), Kröner, 1987.
• Albrecht Unsöld , Bodo Baschek: Uusi kosmos . Springer-Verlag, ISBN 3-540-42177-7 .
• Steven Weinberg : Kosmologia . Oxford University Press, 2008, ISBN 978-0-19-852682-7 .
• Steven Weinberg : Gravitaatio ja kosmologia - Yleisen suhteellisuusteorian periaatteet ja sovellukset. Wiley, New York 1972. ISBN 0-471-92567-5

Suosittu ja erikoistunut kirjallisuus

• Fred Adams, Greg Laughlin: Maailmankaikkeuden viisi aikaa. Ikuisuuden fysiikka . dtv, 2002, ISBN 3-423-33086-4 .
• Fred Hoyle (et ai.): Erilainen lähestymistapa kosmologiaan. Cambridgen yliopisto Pr., Cambridge 2001, ISBN 0-521-66223-0 .
• Lawrence Krauss : Universumi tyhjästä . Free Press, Simon & Schuster, 2012, ISBN 978-1-4516-2445-8 .
• Harry Nussbaumer : Tähtitieteen maailmankuva . 2007, ISBN 978-3-7281-3106-5 , 2. exp. ja toimia. Painos. vdf yliopiston kustantaja.
• Delia Perlov ja Alex Vilenkin , Kosmologia kaikille, jotka haluavat tietää enemmän , Springer, 2021, ISBN 978-3030633585
• Simon Singh : Big Bang - maailmankaikkeuden alkuperä ja modernin tieteen keksintö. Hanser, 2005.
• Rüdiger Vaas: Tunneli avaruudessa ja ajassa , Franckh-Kosmos, Stuttgart 2006 (2. painos), ISBN 3-440-09360-3 .
• Gabriele Veneziano: Aika ennen alkuräjähdystä . Julkaisussa: Spektrum der Wissenschaft, elokuu 2004, s.30-39 , ISSN  0170-2971 .
• Steven Weinberg : Ensimmäiset kolme minuuttia . Piper, München 1977.

nettilinkit

Wikisanakirja: Kosmologia  - merkitysten selitykset, sanan alkuperä, synonyymit, käännökset

• Lyhyt johdanto kosmologiaan (pdf: 2,9 mb)
• Sarja luentoja kosmologiasta 15 luvussa (siirry valikoimaan!)
• John Leslie:  Kosmologia ja teologia. Julkaisussa: Edward N.Zalta (Toim.): Stanford Encyclopedia of Philosophy .
• George FR Ellis: Issues in the Philosophy of Cosmology (PDF; 532 kB) (lisäkirjallisuuden kanssa)
• Pappi Dimitry Kiryanov, Dr. teol., Dr. phil.: Cosmology and Creation: the Orthodox Perspective (saksaksi)

Yksilöllisiä todisteita

1. ↑ Robert Osserman , Rainer Sengerling: Maailmankaikkeuden geometria . From the Divine Comedy to Riemann and Einstein, Vieweg, 1. painos, 1997, s.112
2. ^ Hans Joachim Störig : Knaursin moderni tähtitiede . Droemer Knaur, 1992, s.271
3. ^ Hans V.Klapdor-Kleingrothaus , Kai Zuber: Hiukkasten astrofysiikka . Teubner, 1997, s.111
4. ^ Ed Wright : Kuinka maailmankaikkeus voi olla ääretön, jos se kaikki keskittyy alkuräjähdyksen pisteeseen?
5. ↑ Davis & Lineweaver: Sekaannuksen lisääntyminen , kuva 1
6. ↑ Ming-Hua Li, Hai-Nan Lin: Universumin homogeenisuuden testaaminen gammasäteilyn avulla . Lähetetty Astronomy & Astrophysics, arxiv : 1509.03027 .
7. ^ ^{A b} Kenneth R. Lang: Astronomian ja astrofysiikan kumppani . Chronology and Glossary with Data Tables, Springer, 2006, (a) s. 103, (b) s. 242
8. ↑ István Horváth et ai.: Mahdollinen rakenne GRB -taivaanjakaumassa punasiirtymässä kaksi . Tähtitiede ja astrofysiikka 561, 2014, doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201323020 .
9. ↑ Katso Steven Weinberg (kirjallisuus).
10. ↑ Riess et ai. (2004), Astrophysical Journal 607, 665, bibcode : 2004ApJ ... 607..665R
11. ↑ ^{a b} Georgi Schischkoff (toimittaja): Filosofinen sanakirja. Alfred-Kröner, Stuttgart ¹⁴ 1982, ISBN 3-520-01321-5 , sanaston avainsana "Kosmologia" s. 376
12. ↑ Alexandra von Lieven : Götter / Götterwelt Ägyptens. Julkaisussa: The Bible Lexicon. German Bible Society , tammikuu 2006 .; Käytössä 24. tammikuuta 2018 
13. ↑ Ks. Jonathan Barnes : Aristoteles . Reclam, Stuttgart 1992, 40 ff, 100 ff
14. ↑ John David North : Viewegin tähtitieteen ja kosmologian historia . Vieweg, 2001, s.42 ja siitä eteenpäin.
15. ↑ ^{a b c} E.J. Dijksterhuis: Maailmankuvan koneellistuminen . Springer, Berliini 1956. 
16. ↑ Herman Diels: Esisokraatit . Parmenides. 
17. ^ Wilhelm Kranz: Klassinen filosofia . ("Pythagoralaisten vaikutuksesta (...) ikäinen Platon opetti, että ajatukset olivat numeroita, ihanteellisia numeroita, jotka olivat laadullisesti erilaisia ​​ja joita ei voida lisätä; Aristoteles kertoo esimerkiksi Metaph. 990 ff. Erittäin vaikea tehtävä, Science ei vielä pysty täysin tulkitsemaan Platonin ajatusta. Seuraavien merkintöjen täytyy riittää: Idea on muoto, ja Pythagoraan opin mukaan muoto on numero, joka kuuluu asioiden ytimeen (vrt. s. 41). , jonka henki vanhuudessa oli intohimoisesti omistautunut matemaattisille ongelmille, tämä ajatus lopulta muotoutui: käsitteiden hajoamisen on kyettävä määrittämään niissä rajallinen määrä erityisiä piirteitä - Philebos selittää tämän - joten jokainen käsite sisältyy myös yhdistettynä tiettyyn lukuun, joka pythagoralaisella tavalla ajatellen edustaa sen ydintä eli itse ajatusta. ”). 
18. ↑ ^{a b c} Jürgen Habermas : Tieto ja kiinnostus . Julkaisussa: Technology and Science as »Ideology«. Suhrkamp, ​​Frankfurt, painos 287, ⁴ 1970 ( ¹ 1968), [1965 Merkur] hakusanalla ”Cosmology”, s. (146 f.,) 148 f., 152 f.
19. ↑ Hannah Arendt : Vita activa tai aktiivisesta elämästä . R. Piper, München ³ 1983, ISBN 3-492-00517-9 , avainsana " Mekaaninen maailmankuva " s. 120, 290 f., 305
20. ^ Gustav Eduard Benseler et ai.: Kreikan ja saksan koulusanakirja . BG Teubner, Leipzig ¹³ 1911; 522
21. ↑ Lawrence M. Krauss : Robert J. Scherrer: Kosminen unohtaminen . Julkaisussa: Spectrum of Science. Toukokuu 2008. Spectrum of Science Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, ISSN  0170-2971
22. ↑ Lawrence Krauss: Universe from Nothing , Free Press, Simon & Schuster Inc. Tammikuu 2012, ISBN 978-1-4516-2445-8 , s. 119 luvussa 7 (s. 105-119): Kauhea tulevaisuutemme .