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Lexikon - S 5 Lexikon - S 7

Astro-Lexikon S 6


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Spin-Statistik Theorem
Bosonen vs. Fermionen

Die Fermionen mit halbzahligem Spin sind streng von den Teilchen mit ganzzahligem Spin, den Bosonen, abzugrenzen. Durch das von Wolfgang Pauli 1925 empirisch gefundene und 1940 theoretisch bewiesene Spin-Statistik-Theorem erhalten Fermionen und Bosonen ihre fundamentale, statistische Deutung:

  • Die Bosonen sind identische Teilchen und werden durch total symmetrische, quantenmechanische Zustände beschrieben. In einem Zustand (charakterisiert durch die Quantenzahlen) können sich beliebig viele Bosonen aufhalten. Dadurch wird auch verständlich, warum das Bose-Einstein-Kondensat (BEK) bei sehr tiefen Temperaturen existieren kann: alle Bosonen sitzen im tiefstmöglichen Zustand, dem Grundzustand des Systems.
  • Die Fermionen sind hingegen unterscheidbare Teilchen und werden durch total antisymmetrische, quantenmechanische Zustände (Slater-Determinanten) beschrieben.

Formulierung des Pauli-Prinzips

Daraus resultiert schließlich dass für den Aufbau der Materie (z. B. Periodensystem der Elemente) so wichtige Pauli-Prinzip:

In einem System von identischen Fermionen können nie zwei Teilchen in allen Quantenzahlen übereinstimmen.

Struktur der Materie

Demnach müssen sich beispielsweise zwei Elektronen, die dieselbe Atomschale bevölkern und sich sonst in allen Quantenzahlen gleichen in ihrem Spin unterscheiden: eines hat spin down, das andere spin up! Ist das nicht der Fall, so muss eines der Elektronen den energetisch nächsthöheren Zustand bevölkern. Genau nach diesem Rezept lassen sich die Elektronen in den Atomschalen verteilen, um die leichten bis schweren Atome im Periodensystem der Elemente aufzubauen. Wenn die Materie ein Haus wäre, dann wäre der Spin der Architekt, der sie strukturiert.

Spintessenz

Ein hypothetisches Quintessenz-Modell in der Kosmologie, in dem die Dunkle Energie durch ein komplexwertiges Skalarfeld generiert wird, das rotiert. Die Rotation nimmt mit der Expansion des Universums ab, so dass auch die Dunkle Energie zeitabhängig ist und abnimmt. Das Modell stammt von L.A. Boyle, R.R. Caldwell & M. Kamionkowski aus dem Jahr 2001 (Publikation astro-ph/0105318).
Zurzeit werden Quintessenzen aufgrund der astronomischen Beobachtungslage nicht favorisiert, sondern eher Einsteins kosmologische Konstante Λ.

s-Prozess

Der s-Prozess ist ein wichtiger Prozess in der nuklearen Astrophysik, der neben der thermonuklearen Fusion zur Erzeugung besonders schwerer Elemente beiträgt. Er findet im Innern von Roten Riesensternen statt, die sich in der AGB-Phase befinden, also den asymptotischen Riesenast im Hertzsprung-Russell-Diagramm der Sterne durchlaufen.

Das Innere eines AGB-Sterns

In AGB-Sternen werden Helium und Kohlenstoff im Schalenbrennen fusioniert, der Sternkern ist weitgehend inaktiv. Demzufolge ist das hydrostatische Gleichgewicht der AGB-Sterne ziemlich gestört. Die Brennphasen und der Stern als Ganzes sind sehr instabil und deutlich komplizierter als bei anderen Sternphasen. Die Brennprozesse im Innern generieren in jedem Fall ein neutronenreiches Milieu mit typischen Neutronendichten von 108 cm-3, also 100 Millionen Neutronen in einem Kubikzentimeterwürfel.

Was passiert im s-Prozess?

Schwere Atomkerne im Sternplasma haben einen größeren Wirkungsquerschnitt, d.h. eine größere Wahrscheinlichkeit, die Neutronen einzufangen. Das schwerste Element, das der Stern bis dato gebildet hat, ist Eisen (Fe). Die Eisenkerne stellen demnach die Ausgangsprodukte (Edukte) für den s-Prozess dar. Die Kerne benötigen vergleichsweise viel Zeit, bis sie die Neutronen eingefangen haben. Die typische Zeitskala liegt im Bereich von Jahren. Der s-Prozess verdankt seinen Namen gerade dieser Langsamkeit (engl. slowness), nicht etwa weil die beteiligten Neutronen langsam wären. In den mit Neutronen übersättigten Kernen finden die üblichen kernphysikalischen Umwandlungsreaktionen statt: der β--Zerfall der Neutronen generiert Protonen in den Eisenkernen und erzeugt damit Elemente höherer Ordnungszahl (Zink Zn, Kupfer Cu). Diese wiederum fangen ihrerseits Neutronen ein und werden auch zu schweren Elementen umgewandelt (Gallium Ga, Germanium Ge). Dies funktioniert bis hinauf zu Wismut (Bi-209, Ordnungszahl 83), dem letzten stabilen Nuklid.

Limit bei schweren Kernen

Alle schwereren Kerne sind besonders instabil und zerfallen schnell. Weil die Halbwertszeiten beteiligter instabiler Nuklide in dieser Kette deutlich kürzer sind als charakteristische Einfangzeiten der Neutronen, bewegt sich der s-Prozess im unteren Bereich nahe am Stabilitätstal auf der Nuklidkarte. Trägt man die Protonenzahl eines Kerns (Ordnungszahl des Elements; Kernladungszahl) über der Neutronenzahl auf, so ergeben sich etwa entlang der Diagonalen (Protonenzahl = Neutronenzahl) die Orte stabiler Elemente, die also nicht radioaktiv zerfallen. Diese Diagonale, die für schwere Kerne nach unten abknickt (schwere Kerne sind neutronenreicher; anschaulich deshalb, um die abstoßenden Coulombkräfte der Protonen durch neutrale Teilchen dazwischen zu kompensieren), heißt Stabilitätstal.

Bedeutung des s-Prozesses

Der s-Prozess ist von hoher Relevanz, um die Anreicherung des interstellaren Mediums (ISM) mit Metallen zu erklären. Damit ist der s-Prozess mit verantwortlich für die schweren Elemente, die wir heute im Sternenstaub und auf der Erde finden. Der zweite Mechanismus, der ähnlich, aber auf deutlich kürzeren Zeitskalen (Millisekunden!) abläuft ist der r-Prozess in Supernovae. Er generiert noch schwerere Elemente als der s-Prozess.
Daneben spielt der p-Prozess, eine Protoneneinfangreaktion, eine untergeordnete Rolle. Er führt zur Erzeugung weiterer 32 stabiler, schwerer Metalle, allerdings mit geringer Isotopenhäufigkeit.

Empfohlene Quelle

Standardkerzen

Dieser etwas flapsige Ausdruck subsumiert sämtliche Quellen am Himmel, deren absolute Helligkeit M Astronomen sehr genau astronomisch direkt messen können oder auf deren absolute Helligkeit man sehr genau indirekt mittels anderer Parameter schließen kann.

Was macht man mit M?

Mit einer weiteren Messung der relativen Helligkeit m, d.h. derjenigen Helligkeit, die man direkt beobachtet, kann über das Entfernungsmodul m - M = -5 + 5×log(r) die Entfernung r dieser Objekte angeben. Die Entfernung einer Quelle ist ein sehr wichtiger Parameter für die Astronomie, erlaubt sie doch eine dreidimensionale Kartierung des Universums.

Ein Blick an den Himmel ist ein Blick in die Vergangenheit

Die Lichtgeschwindigkeit ist gemäß der Speziellen Relativitätstheorie eine absolute Obergrenze: keine Information kann schneller zu uns gelangen, als das Licht. Dennoch ist die Geschwindigkeit begrenzt und beträgt im Vakuum etwa 300 000 km/s. Mit anderen Worten: Die Strahlung einer kosmischen Quelle braucht eine gewisse Zeit, bis sie beim irdischen Beobachter ankommt. So benötigt das Licht des Mondes für seine Entfernung zur Erde eine gute Sekunde, von der Sonne aus gut acht Minuten, zum nächsten extrasolaren Stern etwa vier Jahre und am weitesten Objekt, dass das bloße menschliche Auge zu erblicken vermag, der Andromedagalaxie in der Lokalen Gruppe, 2 Millionen Jahre. Dieser Zeitaspekt macht deutlich, dass ein Astronom mit zunehmender Entfernung in die Vergangenheit des Kosmos blickt. Somit betritt er das Terrain der Kosmologie und beschäftigt sich automatisch mit der Entwicklung von Objekten im Universum und mit der des Universums an sich. Damit ist klar, weshalb gute Standardkerzen so wichtig in der Astronomie sind: Sie markieren feste Bezugspunkte im Kosmos und sind Voraussetzung für präzise, kosmologische Modelle.

Katalog guter Standardkerzen

  • die Cepheiden, eine spezielle Klasse veränderlicher Sterne, deren absolute Helligkeit man aus der so genannten Perioden-Leuchtkraft-Beziehung gewinnt.
  • Supernovae vom Typ Ia, weil das Modell für den Helligkeitsausbruch sehr gut verstanden ist und eine fixe Obergrenze für die absolute Helligkeit von -19.7mag liefert. Anders gesagt: Alle Weißen Zwerge explodieren beim Überschreiten der Chandrasekhar-Grenze auf die mehr oder weniger gleiche Art und Weise.
  • RR Lyrae-Sterne, die sich vor allem im Zentrum von Kugelsternhaufen befinden. Für diese so genannten Haufenveränderlichen gelten die gleichen Argumente wie für die Cepheiden.
Standardmodell
Standardmodell der Teilchenphysik

Das Standardmodell der Elementarteilchen (häufige Abkürzung SM) ist der erfolgreiche Versuch, drei der bekannten vier fundamentalen Wechselwirkungen von Materie unter einer einheitlichen Sichtweise zu verstehen. Die elektromagnetische, die schwache und die starke Wechselwirkung sind Gegenstand des Standardmodells. Die vierte Kraft, die Gravitation konnte nicht in das Standardmodell eingebettet werden. Das Graviton ist kein Teilchen des Standardmodells.

Bausteine der Materie: Quarks & Leptonen

Die wesentlichen Teilchengruppen des Standardmodells sind die Quarks und Leptonen. Die Teilchenphysiker unterscheiden sechs Quarks, die sich durch ihren Flavor unterscheiden: up, down, strange, charm, bottom, top (sowie weitere sechs Antiquarks). Alle konnten experimentell nachgewiesen werden. Die Quarks tragen neben der drittelzahligen elektrischen Elementarladung eine Farbladung (daher das chromos, grch. 'Farbe', im Begriff Quantenchromodynamik). Hinter den Leptonen, die farblos sind, verbergen sich Elektron, Myon, Tauon und deren Antiteilchen sowie die zugehörigen Neutrinos, also Elektron-, Myon-, Tau-Neutrino und entsprechende Antineutrinos. Alle diese Teilchen sind punktförmig in dem Sinne, dass sie keinerlei Substruktur aufweisen. Quarks und Leptonen sind elementar und bestehen nicht aus irgendwelchen anderen Teilchen.

Atome, Atomkerne, Nukleonen

Atomkerne bestehen aus Nukleonen, den Kernteilchen. Im Speziellen enthalten die Atomkerne unterschiedliche Anzahl von Protonen und Neutronen und bereichern in dieser Vielfalt die Tafel der chemischen Elemente. Nukleonen besitzen eine Substruktur: Sie enthalten unterschiedliche Kombinationen aus drei Quarks. Das Proton besteht aus zwei u-Quarks und einem d-Quark (uud), das Neutron enthält dagegen zwei d-Quarks und ein u-Quark (udd). Elektronen bevölkern die Atomhülle. Nach außen hin sind Atome elektrisch neutral, weil sich die negative Ladung aller Elektronen gerade mit der positiven Ladung aller Protonen im Atomkern aufhebt. Im klassischen Bohrschen Atommodell 'umkreisen' die leichten Elektronen die Atomkerne. Im Orbitalmodell der Quantenchemie sind die Elektronen in Form von elektronischen Wellenfunktionen um den Atomkern 'verschmiert'.

Mesonen und Baryonen sind Hadronen

Hadronen ist der Oberbegriff für alle Teilchen, die aus Quarks zusammengesetzt sind. Dabei unterscheidet man weiterhin die Mesonen und die Baryonen: Baryonen bestehen aus drei Quarks, während die Mesonen nur aus zwei Quarks zusammengesetzt sind. Genauer gesagt sind die Konstituenten der Mesonen ein Quark und ein Antiquark, weshalb sie recht kurzlebig sind. Bekannte Baryonen sind neben dem Proton und dem Neutron die Lambda- und Omega-Teilchen; bekannte Mesonen sind die drei Pionen, die neutral (Quarkgehalt u und anti-u), negativ (d, anti-u) und positiv (u, anti-d) geladen sind, die Kaonen sowie das Psi-Teilchen (eine Realisierung von Charmonium), das aus einem c-Quark und einem anti-c-Quark besteht.
Kürzlich wurden sogar Quarksysteme nachgewiesen, die aus vier - Tetraquarks - und sogar fünf Quarks - Pentaquarks - bestehen.

Isospin

Führt man eine weitere Quantenzahlen ein, wie den Isospin, der ebenso wie der Spin (daher iso, grch. 'gleich') der üblichen Drehimpulsalgebra der Quantenmechanik genügt, so kann man Proton und Neutron als Nukleon unifizieren. Proton und Neutron bilden ein Isospindublett (s = 1/2) und haben lediglich unterschiedlichen Isospinprojektionen bzw. unterscheiden sich in der dritten Komponente des Isospins (1/2 gegenüber -1/2). Diese Idee geht auf den deutschen Quantenphysiker Werner Heisenberg zurück. Die unterschiedlichen Eigenschaften kommen erst zum Tragen, wenn man die elektromagnetische Wechselwirkung 'einschaltet'. Physiker sagen, die elektromagnetische Wechselwirkung bewirke eine Symmetriebrechung, die darin mündet, das eines der Nukleonen eine elektrische Ladung erhält und die Massen beider Nukleonen leicht differieren. Anders gesagt: Ohne Elektromagnetismus sind Proton und Neutron ununterscheidbar.

Das mysteriöse Higgs-Boson

Das letzte, noch nicht nachgewiesene Teilchen des Standardmodells ist das schwere Higgs-Boson. Der britische Physiker Peter W. Higgs hat es bereits 1964 vorhergesagt. Das Higgs-Teilchen stattet im Higgs-Mechanismus die Teilchen mit Masse aus und ist aufgrund seiner kurzen Lebensdauer außerordentlich schwierig nachzuweisen. Am CERN hat man dafür im November 2000 'schwache Evidenzen' gefunden, kurz bevor der Large Electron Positron Collider (LEP) abgeschaltet werden musste. Die Hoffnungen liegen nun im neuen Beschleuniger am CERN, dem Large Hadron Collider (LHC), der Ende 2007 eingeschaltet wird.

Tests des Standardmodells

Das Standardmodell der Teilchenphysik hat sich hervorragend bewährt und gilt als mächtige, etablierte, physikalische Theorie. Die Vorhersagen der Teilchen des Standardmodells sind außer im Fall des Higgs-Bosons eingetroffen und stützen das Standardmodell. Für Teilchen- und Hochenergiephysiker ist es Alltaggeschäft mit dem Standardmodell zu rechnen und Experimente in Teilchenbeschleunigern auf der Grundlage dieser Theorie zu analysieren.
Im Modell sind mehr als zwanzig Parameter (Teilchenmassen, Kopplungskonstanten etc.) enthalten, die nicht aus der Theorie folgen. Physiker nennen sie freie Parameter, weil sie experimentell bestimmt werden müssen. Auf der Grundlage dieser gemessenen Parameter sind schließlich Prognosen möglich. Die Physiker unternehmen daher große Anstrengungen, um die freien Parameter immer wieder aufs Neue und so präzise wie möglich zu bestimmen.

Die drei Kräfte als mathematische Gruppe

Gruppentheoretisch beschreibt man die elektromagnetische Wechselwirkung als Quantenelektrodynamik, QED mit der unitären Gruppe U(1), die schwache Wechselwirkung mit der speziellen, unitären Gruppe SU(2) und die starke Wechselwirkung als Quantenchromodynamik, QCD mit der speziellen, unitären Gruppe SU(3). Das Standardmodell ist gerade das direkte Produkt dieser Gruppen SU(3) × SU(2) × U(1). Die bosonischen Austauschteilchen der Wechselwirkungen (intermediäre Bosonen) sind acht Gluonen bei der starken, neutrales Z- und elektrisch geladene W+- und W--Teilchen bei der schwachen und das masselose und neutrale Photon bei der elektromagnetischen Wechselwirkung. Diese Eichbosonen des Standardmodells folgen direkt aus der Gruppentheorie.

Vier Naturkräfte waren einmal eine

Studiert man die Kopplungskonstanten der vier Wechselwirkungen, so stellt man fest, dass sie bei großen Abständen wechselwirkender Teilchen (oder äquivalent dazu kleinen Energiebereichen) sehr unterschiedlich sind. Erst auf subatomaren Größenskalen (~ 10-20 cm) nähern sich die Werte der Kopplungskonstanten (die also gar nicht konstant ist!) an und treffen sich schließlich bei etwa 10-29 cm. Dieses Verhalten nennt man dimensionale Transmutation, und es gilt zumindest für die drei Wechselwirkungen außer der Gravitation! Die entsprechende Energieskala von 2 × 1016 GeV wird von den Großen Vereinheitlichten Theorien (engl. Grand Unified Theories, GUT) beschrieben. Bei diesen Energien bzw. Temperaturen oberhalb von 1029 Kelvin sind die elektromagnetische, schwache und starke Kraft ununterscheidbar. Diese neue, universelle Kraft heißt X-Kraft. Hochenergiephysiker und Kosmologen sind davon überzeugt, dass dieses Milieu Sekundenbruchteile nach dem Urknall vorgeherrscht habe. In der Kosmologie nennt man diese Phase die GUT-Ära. Die Gravitation spielt eine Sonderrolle, denn sie ist nicht unter den vereinigten drei Kräften dabei (Hierarchieproblem). So ist man immer noch auf der Suche nach der 'Urkraft' bzw. der Unified Theory (UT). Es stellt sich heraus, dass immer höhere Energien nötig sind, um die Wechselwirkungen zu vereinen. Deshalb benötigen die Hochenergiephysiker immer größere Teilchenbeschleuniger, um die prognostizierten Teilchen herstellen und nachweisen zu können. Ein erster Erfolg bei der Vereinheitlichung von Kräften bzw. Quantenfeldtheorien ist die elektroschwache Wechselwirkung. Hier wird die elektromagnetische mit der schwachen Wechselwirkung vereinigt. Diese Theorie heißt auch GSW-Modell, nach den Pionieren Glashow, Salam und Weinberg. Aus dieser Behandlung konnten die Weakonen, die sehr massereichen W- und das Z-Teilchen (80 bzw. 90 Protonenmassen!) vorhergesagt und erfolgreich nachgewiesen werden. Diese Leistung wurde auch mit dem Nobelpreis honoriert.

Supersymmetrie

Abseits des Standardmodells wird besonders intensiv die Supersymmetrie (SUSY) untersucht. Diese Symmetrie zwischen Bosonen und Fermionen prognostiziert eine Vielzahl neuer Teilchen: die SUSY-Teilchen. Die Supersymmetrie ist ein gewichtiger Zusatz zum Standardmodell, auf den die moderne Teilchenphysik kaum verzichten kann. Ein Nachweis von SUSY-Teilchen wird deshalb erstrebt, nur haben sie deutlich höhere Massen und können demzufolge erst mit neuen, noch leistungsfähigeren Teilchenbeschleunigern erzeugt werden.

Probleme mit der Schwerkraft

Ein schwieriges Unterfangen ist die Vereinigung aller vier Naturkräfte. Die Unifikation von Gravitation und den drei übrigen Wechselwirkungen birgt viele formale Hindernisse. Die bisher erfolgreichste Theorie der Gravitation ist die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Sie ist eine klassische (d.h. nicht quantisierte) Theorie und beschreibt Gravitation als geometrische Eigenschaft des Raumes (genauer der vierdimensionalen Raumzeit). Als unquantisierte Theorie enthält sie keines der quantenmechanischen Konzepte wie Unschärfe oder Welle-Teilchen-Dualismus. Auch der mathematische Apparat, nämlich die Tensorrechnung ist völlig wesensverschieden vom Quantisierungsapparat der Quantenfeldtheorien. Wie gelingt also nicht nur eine Vereinigung der Teilchen/Wechselwirkungen, sondern auch eine Vereinigung der Theorien?

Anwärter auf Quantengravitationen

Eine Erfolg versprechende Lösung scheinen die supersymmetrischen Stringtheorien (Superstringtheorien) zu sein. Sie münden zusammen mit der Supergravitation in die M-Theorie, von der man bislang nur einige Eigenschaften kennt. Die scharfen Kritiker der Stringtheorien werfen vor, dass es nicht gelungen ist, mit den Stringtheorien wesentliche, physikalische Parameter vorauszusagen. Auch die Konzepte, die metrische Gravitationstheorien wie die Allgemeine Relativitätstheorie vorgeben (Diffeomorphismusinvarianz), scheinen nicht adäquat berücksichtigt worden zu sein. Die Anhänger der Stringtheorien loben den unifizierenden Charakter der Theorie, die Vorhersage von Gravitonen als quantisierte Austauschteilchen der Gravitation und konsistente Vorhersage einiger Details (z.B. der Bekenstein-Hawking-Entropie), die auch andere Theorien enthalten.

Alternativ wird die Loop-Quantengravitation (LQG) entwickelt, die eine Quantengravitation ist und völlig neue, radikale Aspekte von Zeit und Raum aufwirft. Diese Theorie beschreibt allerdings (noch?) nicht die Teilchen des Standardmodells, sondern nur eine quantisierte Gravitation. Die LQG hat bislang noch keinen unifizierenden Charakter. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich Stringtheorien und Loop-Quantengravitation als unterschiedliche oder womöglich überlappende Grenzfälle einer umgeordneten Theorie entpuppen könnten.

Die wichtigsten Teilchen der Astronomie

  • Allen voran schätzen Astronomen das Photon, weil es nicht nur historisch das erste war, das ihnen Informationen aus den Tiefen des Alls zur Erde brachte, sondern auch in mannigfacher Ausführung vorkommt und zwar als Radio-, Infrarot-, optisches, Ultraviolett-, Röntgen-, Gamma- oder TeV-Photon. Die astronomischen Informationen sind im Photon in Form von Energie, Anzahl, Polarisation und Richtung gespeichert.
  • Das Elektron, einem der Leptonen, das zwar nicht direkt von einer Quelle zum irdischen Detektor gelangt, aber eine fundamentale Rolle in vielen astrophysikalischen Prozessen spielt (so z.B. in allen elektromagnetischen Übergängen in Atom- und Ionenhüllen, Synchrotronstrahlung, Streuprozessen wie der Comptonisierung, Paarbildung und -vernichtung, als entartetes Fermigas in Weißen Zwergen etc.).
  • Das Neutrino, ebenfalls ein Lepton, das durch seine Punktförmigkeit, geringe Masse von wenigen Elektronenvolt und vor allem sein Durchdringungsvermögen durch die exklusive Teilnahme an schwacher Wechselwirkung und Gravitation auch in elektromagnetisch verborgene Bereich des Alls vordringt, und uns so Informationen aus dem kollabierenden Innern von Sternen (beobachtet bei Supernova SN 1987A) bringen kann.

hypothetische Teilchenexoten

Neben diesen erwiesenen Botenteilchen der Astronomie gibt es noch zwei hypothetische Teilchen, die sich als äußerst interessant erweisen könnten. Das Graviton und das Cosmon. Das Graviton ist ein Tensorboson (Spin 2), das man mit dem Austauschteilchen einer quantisierten Gravitation identifiziert. Leider wurde dieses Teilchen weder experimentell entdeckt, noch ist die theoretische Ausarbeitung einer quantisierten Gravitationstheorie in Analogie zu den anderen Quantenfeldtheorien geglückt.
Das Cosmon ist das Quant, das man mit der Quintessenz assoziiert. Theoretisch konnte man dafür eine äußerst geringe Masse ableiten, die noch unterhalb der der Neutrinos liegt. Von dem Cosmon verspricht man sich neue Erkenntnisse über die Dunkle Energie, weil diese Energieform unser spätes Universum offenbar dominiert. Das Standardmodell macht keinerlei Aussage über die Dunkle Energie und die Dunkle Materie. Das ist an sich schon erstaunlich, denn diese beiden Energieformen machen 96% im Kosmos aus! Eine Physik abseits des Standardmodells ist deshalb dringend erforderlich. Zurzeit wird ein Standardmodell der Kosmologie entwickelt und erforscht, das auf zuverlässigen Daten der experimentellen Kosmologie beruht.

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Andreas Müller © Andreas Müller, August 2007

Index

A
Abbremsparameter
ADAF
ADD-Szenario
ADM-Formalismus
AdS/CFT-Korrespondenz
AGB-Stern
Äquivalenzprinzip
Akkretion
Aktiver Galaktischer Kern
Alfvén-Geschwindigkeit
Alfvén-Zahl
Allgemeine Relativitätstheorie
Alpha-Zerfall
AMR
anthropisches Prinzip
Antigravitation
Antimaterie
Apastron
Apertursynthese
Aphel
Apogäum
Astronomie
Astronomische Einheit
asymptotisch flach
Auflösungsvermögen
Axion
AXP
B
Balbus-Hawley- Instabilität
Bardeen-Beobachter
Baryogenese
Baryonen
baryonische Materie
Bekenstein-Hawking- Entropie
Beobachter
Beta-Zerfall
Bezugssystem
Bianchi-Identitäten
Big Bang
Big Bounce
Big Crunch
Big Rip
Big Whimper
Birkhoff-Theorem
Blandford-Payne- Szenario
Blandford-Znajek- Mechanismus
Blauverschiebung
Blazar
BL Lac Objekt
Bogenminute
Bogensekunde
Bosonen
Bosonenstern
Boyer-Lindquist- Koordinaten
Bran
Brans-Dicke- Theorie
Brauner Zwerg
Brill-Wellen
Bulk
C
Carter-Konstante
Casimir-Effekt
Cauchy-Fläche
Cepheiden
Cerenkov-Strahlung
Chandrasekhar-Grenze
Chaplygin-Gas
Chiralität
Christoffel-Symbol
CMB
CNO-Zyklus
Comptonisierung
Cosmon
C-Prozess
D
Deep Fields
Derricks Theorem
de-Sitter- Kosmos
DGP-Szenario
Diffeomorphismus
differenzielle Rotation
Distanzmodul
Dodekaeder-Universum
Doppler-Effekt
Drei-Kelvin-Strahlung
Dunkle Energie
Dunkle Materie
E
Eddington-Finkelstein- Koordinaten
Eddington-Leuchtkraft
Effektivtemperatur
Eichtheorie
Einstein-Ring
Einstein-Rosen- Brücke
Einstein-Tensor
Eisenlinie
Eklipse
Ekliptik
Ekpyrotisches Modell
Elektromagnetismus
Elektronenvolt
elektroschwache Theorie
Elementarladung
Energie
Energiebedingungen
Energie-Impuls-Tensor
Entfernungsmodul
eos
eos-Parameter
Epizykel
Ereignishorizont
erg
Ergosphäre
eV
Extinktion
Extradimension
extragalaktisch
extrasolar
extraterrestrisch
Exzentrizität
F
Falschfarbenbild
Fanaroff-Riley- Klassifikation
Faraday-Rotation
Farbindex
Farbladung
Farbsupraleitung
Feldgleichungen
Fermi-Beschleunigung
Fermionen
Fermionenstern
Fernparallelismus
Feynman-Diagramm
FFO
FIDO
Flachheitsproblem
FLRW-Kosmologie
Fluchtgeschwindigkeit
Frame-Dragging
f(R)-Gravitation
Friedmann-Weltmodell
G
Galaktischer Schwarz-Loch-Kandidat
Galaxie
Gamma Ray Burst
Gamma-Zerfall
Geodäte
Geometrisierte Einheiten
Geometrodynamik
Gezeitenkräfte
Gezeitenradius
Gluonen
Grad
Granulation
Gravastern
Gravitation
Gravitationskollaps
Gravitationskühlung
Gravitationslinse
Gravitationsradius
Gravitations- rotverschiebung
Gravitationswellen
Gravitomagnetismus
Graviton
GRBR
Große Vereinheitlichte Theorien
Gruppe
GUT
GZK-cutoff
H
Hadronen
Hadronen-Ära
Hamilton-Jacobi- Formalismus
Harvard-Klassifikation
Hauptreihe
Hawking-Strahlung
Hawking-Temperatur
Helizität
Helligkeit
Herbig-Haro- Objekt
Hertzsprung-Russell- Diagramm
Hierarchieproblem
Higgs-Teilchen
Hilbert-Raum
Hintergrundmetrik
Hintergrundstrahlung
HLX
HMXB
Holostern
Homogenitätsproblem
Horizont
Horizontproblem
Horn-Universum
Hubble-Gesetz
Hubble-Klassifikation
Hubble-Konstante
Hydrodynamik
hydrostatisches Gleichgewicht
Hyperladung
Hypernova
Hyperonen
I
IC
Inertialsystem
Inflation
Inflaton
intergalaktisch
intermediate-mass black hole
interplanetar
interstellar
Isometrien
Isospin
Isotop
ITER
J
Jahreszeiten
Jansky
Jeans-Masse
Jet
K
Kaluza-Klein-Theorie
Kaup-Grenzmasse
Kaonen
Kataklysmische Veränderliche
Keine-Haare- Theorem
Kepler-Gesetze
Kerr-de-Sitter- Lösung
Kerr-Lösung
Kerr-Newman- de-Sitter- Lösung
Kerr-Newman- Lösung
Kerr-Schild- Koordinaten
Killing-Felder
Killing-Tensor
K-Korrektur
Koinzidenzproblem
Kollapsar
Kompaktes Objekt
Kompaktheit
Kompaktifizierung
Kompaneets-Gleichung
konforme Transformation
Kongruenz
Koordinatensingularität
Kopenhagener Deutung
Korona
Korrespondenzprinzip
Kosmische Strahlung
Kosmische Strings
Kosmographie
Kosmologie
Kosmologische Konstante
Kosmologisches Prinzip
kovariante Ableitung
Kovarianzprinzip
Kreisbeschleuniger
Kretschmann-Skalar
Krümmungstensor
Kruskal-Lösung
Kugelsternhaufen
L
Laborsystem
Ladung
Lagrange-Punkte
Lambda-Universum
Lapse-Funktion
Laserleitstern
Lense-Thirring- Effekt
Leptonen
Leptonen-Ära
Leptoquarks
Leuchtkraft
Leuchtkraftdistanz
Levi-Civita- Zusammenhang
Licht
Lichtjahr
Lichtkurve
Lie-Ableitung
Linearbeschleuniger
LINER
Linienelement
LIRG
LMXB
LNRF
Lokale Gruppe
Loop-Quantengravitation
Lorentz-Faktor
Lorentzgruppe
Lorentzinvarianz
Lorentz-Kontraktion
Lorentz-Transformation
Lundquist-Zahl
Luxon
M
Machscher Kegel
Machsches Prinzip
Machzahl
Magnetar
magnetische Rotationsinstabilität
Magnetohydrodynamik
Magnitude
marginal gebundene Bahn
marginal stabile Bahn
Markariangalaxie
Maxwell-Tensor
Membran-Paradigma
Mesonen
Metall
Metrik
Mikroblazar
Mikrolinse
Mikroquasar
Milchstraße
Minkowski-Metrik
Missing-Mass- Problem
mittelschwere Schwarze Löcher
MOND
Monopolproblem
Morphismus
M-Theorie
Myonen
N
Neutrino
Neutronenreaktionen
Neutronenstern
Newtonsche Gravitation
No-Hair-Theorem
Nova
Nukleon
Nukleosynthese
Nullgeodäte
O
Öffnung
Olbers-Paradoxon
O-Prozess
Oppenheimer-Volkoff- Grenze
optische Tiefe
Orthogonalität
P
Paradoxon
Paralleluniversum
Parsec
partielle Ableitung
Pauli-Prinzip
Penrose-Diagramm
Penrose-Prozess
Pentaquark
Periastron
Perigäum
Perihel
periodisch
persistent
Petrov-Klassifikation
PG1159-Sterne
Phantom-Energie
Photon
Photonenorbit
Photosphäre
Pion
Pioneer-Anomalie
Planck-Ära
Planckscher Strahler
Planck-Skala
Planet
Planetarische Nebel
Poincarégruppe
Poincaré- Transformation
Polytrop
Population
Post-Newtonsche Approximation
Poynting-Fluss
pp-Kette
p-Prozess
Prandtl-Zahl
primordiale Schwarze Löcher
Prinzip minimaler gravitativer Kopplung
Protostern
Pseudo-Newtonsche Gravitation
Pulsar
Pulsierendes Universum
Pyknonukleare Reaktionen
Q
QPO
Quant
Quantenchromodynamik
Quantenelektrodynamik
Quantenfeldtheorie
Quantengravitation
Quantenkosmologie
Quantenschaum
Quantensprung
Quantentheorie
Quantenvakuum
Quantenzahlen
Quark-Ära
Quark-Gluonen- Plasma
Quarks
Quarkstern
Quasar
quasi-periodisch
Quasi-periodische Oszillationen
Quelle
Quintessenz
R
Radioaktivität
Radiogalaxie
Radion
Randall-Sundrum- Modelle
Randverdunklung
Raumzeit
Rayleigh-Jeans- Strahlungsformel
Ray Tracing
Reichweite
Reionisation
Reissner-Nordstrøm- de-Sitter- Lösung
Reissner-Nordstrøm- Lösung
Rekombination
relativistisch
Relativitätsprinzip
Relativitätstheorie
Renormierung
Reverberation Mapping
Reynolds-Zahl
RGB-Bild
Ricci-Tensor
Riemann-Tensor
Ringsingularität
Robertson-Walker- Metrik
Robinson-Theorem
Roche-Volumen
Röntgendoppelstern
Roter Riese
Roter Zwerg
Rotverschiebung
Rotverschiebungsfaktor
r-Prozess
RRAT
RR Lyrae-Sterne
Ruhesystem
S
Schallgeschwindigkeit
scheinbare Größe
Schleifen- Quantengravitation
Schwache Wechselwirkung
Schwarzer Körper
Schwarzer Zwerg
Schwarzes Loch
Schwarzschild-de-Sitter- Lösung
Schwarzschild-Lösung
Schwarzschild-Radius
Schwerkraft
Seltsamer Stern
Seltsamkeit
Seyfert-Galaxie
Singularität
skalares Boson
SNR
Soft Gamma-Ray Repeater
Sonne
Spektraltyp
Spezialität
Spezielle Relativitätstheorie
Spin
Spin-Netzwerk
Spinschaum
Spin-Statistik-Theorem
Spintessenz
s-Prozess
Standardkerzen
Standardmodell
Standardscheibe
Starke Wechselwirkung
Statisches Universum
Staubtorus
Stefan-Boltzmann- Gesetz
stellare Schwarze Löcher
Stern
Sternentstehung
Strange Star
Stringtheorien
Subraum
Supergravitation
supermassereiche Schwarze Löcher
Supernova
Supernovaremnant
Superstringtheorie
Supersymmetrie
Symbiotische Sterne
Symmetrie
Symmetriebrechung
Symmetriegruppe
Synchrotron
Synchrotronstrahlung
Synchrozyklotron
T
Tachyon
Tagbogen
Tardyon
Teilchen
Teilchenbeschleuniger
Tensorboson
Tensoren
Tetraden
Tetraquark
TeVeS
Thermodynamik
thermonukleare Fusion
Tiefenfeldbeobachtung
Tierkreis
TNO
Topologie
topologische Defekte
Torsionstensor
Trägheit
transient
Transit
Triple-Alpha-Prozess
T Tauri Stern
Tunneleffekt
U
ULIRG
ULX
Unifikation
Unitarität
Universum
Unruh-Effekt
Urknall
V
Vakuum
Vakuumstern
Vektorboson
Velapulsar
Veränderliche
Vereinheitlichung
Viele-Welten- Theorie
VLA
VLBI
VLT
VLTI
Voids
VSOP
W
Walker-Penrose- Theorem
Weakonen
Weinberg-Winkel
Weiße Löcher
Weißer Zwerg
Wellenfunktion
Weylsches Postulat
Weyl-Tensor
Wheeler-DeWitt- Gleichung
Wiensche Strahlungsformel
Wilson-Loop
WIMP
Wolf-Rayet-Stern
w-Parameter
Wurmlöcher
X
X-Bosonen
X-Kraft
X-ray burster
Y
Y-Bosonen
Yerkes- Leuchtkraftklassen
YSO
Yukawa-Potential
Z
ZAMO
Zeit
Zeitdilatation
Zodiakallicht
Zustandsgleichung
Zustandsgröße
Zwerge
Zwergplanet
Zwillingsparadoxon
Zyklisches Universum
Zyklotron