Kosmologie

Leiter: Florian

Die Kosmologie, „die Lehre von der Welt“, umfasst so ziemlich alles, was es im Kosmos gibt. Sie handelt sowohl vom Anfang des Universums als auch seinem Ende. Natürlich  spielen die gegenwärtigen Strukturen mit durchs All rasenden Galaxien, gewaltigen Supernovae, Schwarzen Löchern, als Nimmersatte des Universums, und die großen Mysterien: der Dunklen Materie und Energie, eine große Rolle. Zunächst befassen wir uns mit der historischen Entwicklung unserer Vorstellung des Universums. Anschließend wenden wir unsden großen Beiträge der Herren Hubble, Friedmann und Einstein  zu. Weiterhin werden unter anderem  Differentialgleichungen und kosmologische Konstanten unseren Weg kreuzen. Überdies verspreche ich denjenigen, die routiniert ableiten und integrieren, dass etwas Neues und Interessantes geboten wird.

AG-Bericht aus dem ASL 2018

Zunächst beschäftigten wir uns mit der Entwicklung der Erde von einer Scheibe zur Kugel, was einige Jahrtausende in Anspruch nahm. Dann ließen wir sie um die Erde kreisen, erst alle Planeten, dann nur noch die Sonne, und schließlich musste die Erde sich selbst bewegen. Die Keplerschen Gesetzte nahmen den Engeln die Arbeit ab und wir konnten uns endlich mit größeren Skalen beschäftigen. Wir überlegten uns, dass, wenn die Erde sich schon bewegen muss, wenigstens das Universum stillstehen könnte. Wir entromantisierten die Lichter am Himmel und machten sie zu feuerspeienden Riesen, kalten Gesteinsklumpen und unfassbar weit entfernten Welten. Überraschender Weise begegnete uns Kant, der uns aus unserer selbstverschuldeten Unmündigkeit erlöste und uns lehrte, dass unsere Galaxie sich in einem Haufen befindet, und dieser wiederrum Teil eines größeren Haufens ist. Schließlich ersetzten wir mit der Kant-Laplace-Theorie Gott durch die Zentripetalkraft. Mit unserer besonderen Beobachtungsgabe bemerkten wir, dass der Nachthimmel nicht blendend hell ist und folgerten daraus, dass das Universum einen Anfang hatte (danke Olber!). Wir lösten fremde Probleme, indem wir uns mutig unseres eigenen Verstandes, sowie an Keksen, Schokolade und Chips (in beliebiger Kombination) bedienten. Wir strukturierten das Universum, berechneten den Schwarzschildradius von Kleinkörpern (uns, für 50kg eine Länge von 7,4*10-26m), und versuchten die Zukunft des Universums vorherzusagen (mit dem Ergebnis, dass es entweder kollabieren, sich weiter ausdehnen oder zerreißen wird). Wir müssen also noch viel lernen. Auf unserem Weg der Erkenntnis unterstützte uns tatkräftig unser (Halb-)Leiter Flo mit Wort und Speis.

AG-Bericht aus dem ASL 2017

Begrüßt wurden wir von einem vergesslichen Flo im Kängurukostüm, der uns nach Namen und mathematischen Vorkenntnissen ausgefragt hat. Er führte uns die nächsten fünf Tage in die Kosmologie ein. Wir, das ist eine hochmotivierte Gruppe von 9 Leuten. Von „gefühlt dumm“ bis „voller Durchblick“.

Eine einführende „kurze“ Geschichte der Zeit umfasste nahezu drei Stunden (Eine Pause gab es natürlich erst danach). Wir begannen in der Antike, sprangen ins Mittelalter und landeten in der Neuzeit. Wir amüsierten uns über Ptolemäus. Ein Grieche, der krampfhaft einen Gegenpunkt zur Erde erschuf, um die Perfektion der kreisförmigen Bahnen zu wahren. Glücklicherweise waren wir nicht geschockt von der Vorstellung, dass weder die Erde noch die Sonne das Zentrum von allem ist. In der Neuzeit stießen wir auf die Keplerschen Gesetze, die aus Epizyklen Ellipsen machen, auf Galilei, der sein Augenlicht der Wissenschaft opferte, um den „Nebel“ (die Milchstraße) als einzelne Sterne zu identifizieren und Newtons Apfel, der keine Prinzessin vergiftete, sondern uns das Gravitationsgesetz brachte.

Der kategorische Imperator Kant fasste in der Kosmologie jede Kleinstruktur in immer Größere zusammen (Wright-Kant-Universum). Die Kant-Laplace-Theorie geht von einem Urnebel aus, welcher sich durch die Zentrifugalkraft zu einer Art Scheibe anordnet. Sie kam ohne göttliche Kraft aus, was im 19. Jahrhundert keinen großen Anklang fand.

Anfang des 20. Jahrhunderts bewies Hubble die Expansion des Universums, obwohl er eigentlich zeigen wollte, dass es statisch ist. Das lieferte die Grundlage für die Theorie des Urknalls. Die Entstehung des Universums aber war nicht Gegenstand unserer AG. Also übersprangen wir die ersten paar Milliarden Jahre landeten bei den Kleinkörpern.

Wir betrachteten - und bedauerten (Es lebe Pluto der PLANET!) - auch die neue Kategorie der Planetoiden. Wir widmeten wir uns auch weiteren gescheiterten Existenzen, den braunen Zwergen. Sie sind zu klein, um richtige Sterne zu sein. Doch wie entstehen überhaupt Sterne, egal ob gescheitert oder nicht? Anders gefragt: Wie bringt man mit Formelschlachten eine Gaswolke zum Kollabieren? Jeans-Kriterium heißt die Antwort und schon hat man einen wunderschönen, selbstleuchtenden Stern am Himmel.

Weiterhin betrachteten wir noch verschiedene Arten von Sternhaufen, Galaxien, Galaxienhaufen und Supergalaxienhaufen. Eine niederschmetternde Erkenntnis für die Perfektionisten: Selbst das Universum hat das Ordnungssystem eines Teenagers. Gedanklich quälten wir unsterbliche Ameisen auf sich ausdehnenden Gummibändern, um die Expansion des Universums zu beschreiben. So ziemlich jeder im ASL mag Explosionen, da durften natürlich die Supernovae nicht fehlen.