Willkommen zurück! Letztes Mal haben wir die ersten kontroversen und ereignisreichen Momente nach der Geburt unseres Kosmos besprochen. Wenn wir uns heute umschauen, wissen wir, dass sich das Universum innerhalb weniger Milliarden Jahre von diesem blasigen Amalgam winziger Elementarteilchen in eine riesige und organisierte Fläche verwandelt hat, die nur so von großräumiger Struktur strotzt. Wie passiert so etwas?
Lassen Sie uns rekapitulieren. Als wir aufhörten, war das Universum eine chaotische Suppe aus einfacher Materie und Strahlung. Ein Photon konnte sich nicht sehr weit bewegen, ohne gegen ein geladenes Teilchen zu stoßen und von diesem absorbiert zu werden, es anzuregen und später emittiert zu werden, nur um den Zyklus erneut zu durchlaufen. Nach etwa drei Minuten hatte sich die Umgebungstemperatur so weit abgekühlt, dass diese geladenen Teilchen (Protonen und Elektronen) zusammenkommen und stabile Kerne bilden konnten.
Trotz der sinkenden Temperatur war es immer noch heiß genug, damit sich diese Kerne zu schwereren Elementen verbinden konnten. In den nächsten Minuten kochte das Universum verschiedene Isotope von Wasserstoff-, Helium- und Lithiumkernen in einem Prozess, der allgemein als Urknallnukleosynthese bekannt ist. Mit der Zeit und der weiteren Expansion des Universums fingen diese Kerne langsam umgebende Elektronen ein, bis neutrale Atome die Landschaft dominierten. Schließlich konnten sich Photonen nach etwa 300.000 Jahren frei durch das Universum bewegen, ohne dass geladene Teilchen ihnen im Weg standen. Die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die Astronomen heute beobachten, ist tatsächlich das Reliktlicht von diesem Moment an, das sich aufgrund der Expansion des Universums über die Zeit erstreckt.
Wenn Sie sich ein Bild des CMB (oben) ansehen, sehen Sie ein Muster aus verschiedenfarbigen Flecken, die Anisotropien in der Hintergrundtemperatur des Kosmos darstellen. Diese Temperaturunterschiede waren ursprünglich auf winzige Quantenfluktuationen zurückzuführen, die im sehr frühen Universum dramatisch in die Luft gesprengt wurden. In den nächsten paar hundert Millionen Jahren zogen die leicht überdichten Regionen im Raumzeitgewebe unter dem Einfluss der Schwerkraft immer mehr Materie an (sowohl baryonisch - die Art, aus der Sie und ich bestehen - als auch dunkel). Einige kleine Regionen wurden schließlich so heiß und dicht, dass sie in ihren Kernen mit der Kernfusion beginnen konnten. So wurden in einem zarten Tanz zwischen äußerer Schwerkraft und innerem Druck die ersten Sterne geboren. Die Schwerkraft zog dann weiter und zog Klumpen von Sternen in Galaxien und später Klumpen von Galaxien in Galaxienhaufen. Einige massive Sterne fielen in schwarze Löcher. Andere wurden so schwer und aufgebläht, dass sie explodierten und Stücke metallreicher Trümmer in alle Richtungen spuckten. Vor ungefähr 4,7 Milliarden Jahren fand ein Teil dieses Materials seinen Weg in die Umlaufbahn um einen bescheidenen Hauptreihenstern und schuf Planeten aller Größen, Formen und Zusammensetzungen - unser Sonnensystem!
Milliarden von Jahren Geologie und Evolution später sind wir hier. Und da ist der Rest des Universums. Es ist eine ziemlich auffällige Geschichte. Aber wie geht es weiter? Und woher wissen wir, dass all diese Theorie fast richtig ist? Kommen Sie das nächste Mal wieder, um es herauszufinden!
