From Copernicus to Lambda-CDM
Die Bedeutung der Gravitationswechselwirkung für die Entwicklung des Universums als Ganzes sowie der verschiedenen Strukturen, die es enthält, ist überragend und vielschichtig. Obwohl auch elektromagnetische Phänomene an unseren täglichen Aktivitäten beteiligt sind und unsere Umgebung durch die nukleare Wechselwirkung auf repräsentative Temperaturen erwärmt wird, die die Durchschnittstemperatur des Universums um etwa das Hundertfache übersteigen, wird das Universum (was die räumliche Verteilung seiner großräumigen Strukturen betrifft) durch die Gravitationswechselwirkung geprägt. Die anziehende Natur der Gravitationswechselwirkung ermöglicht es der Materie, Molekülwolken zu bilden, und Molekülwolken bilden Protosterne, d. h. Objekte, die durch ihre eigene Schwerkraft zusammengehalten werden. Einige dieser Objekte sind massereich genug, um sich so weit zusammenzudrücken, dass sie eine Kernfusion auslösen und den Wasserstoff in ihren Kernen in Helium umwandeln und so zu Sternen werden, wie es bei der Sonne vor Milliarden von Jahren der Fall war. Durch die Gravitationswechselwirkung werden einige Sterne so weit zusammengedrückt, dass sie Helium zünden und höhere Elemente erzeugen, denn das ist die einzige Möglichkeit, wie solche Elemente im Universum gebildet werden können. Die massereichsten dieser Objekte werden eine spektakuläre Phase durchlaufen, in der es zu einem unerträglichen Druckungleichgewicht kommt, wenn ihre Kerne hohe Konzentrationen von Eisen erreichen. Die Gravitationswechselwirkung wird den Kern solcher Sterne zum Kollaps zwingen.
Der Kollaps wird einen Rückpralleffekt auslösen, der die äußeren Schichten des Sterns sprengt und die Elemente des Lebens in den Weltraum schleudert. Die Erde selbst und alles auf ihrer Oberfläche, seien es belebte oder unbelebte Wesen, sind Produkte eines erstaunlichen Recyclingprozesses, Überbleibsel von Supernova-Explosionen.
Die Wechselwirkung der Schwerkraft hält die Objekte im Sonnensystem zusammen. Sie hält die Erde in einem angemessenen Abstand von der Sonne und auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn, wodurch die Temperaturschwankungen auf ihrer Oberfläche auf ein akzeptables Maß begrenzt werden. Sie hält den Mond in einer stabilen Umlaufbahn um die Erde, stabilisiert die Rotation der Erde um ihre Achse und verhindert ein Wackeln, wodurch günstige Bedingungen für das Leben geschaffen werden.
In diesem Buch geht es um die Entwicklung der Ideen im Zusammenhang mit der Gravitationswechselwirkung, vom Problem der Planetenbewegung und Newtons inversem Quadratgesetz über die Einführung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie bis hin zu den jüngsten Ergebnissen der Missionen zur Untersuchung der Anisotropie der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung und den Auswirkungen dieser Ergebnisse auf die Zukunft des Universums. Die vorhandene Literatur zu diesen Themen ist entweder zu mathematisch oder liefert nicht die mathematischen Details. Dieses Buch bewegt sich in der Mitte und versucht, beide Aspekte zu vermitteln.
Das Neue an diesem Buch ist der zeitliche Verlauf über einen Zeitraum von etwa fünf Jahrhunderten (d. h. von Kopernikus bis zu den jüngsten Ergebnissen der COBE-, WMAP- und Planck-Missionen), die Größe der gravitierenden Objekte (von der Größe eines typischen Sterns bis zur Größe des gesamten Universums) und das Ausmaß der Gravitationswirkungen (von der Newtonschen Standardnäherung des schwachen Feldes bis zu Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie).
| ISBN: | 9781536120349 |
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| Einband: | Hardcover |
| Erscheinungsjahr: | 2017 |
| Seitenzahl: | 370 |
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