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Physik: Ein Stück Urknall im Labor

Bei einer Teilchenreaktion, die für die Entwicklung in den ersten Minuten des Universums ent­scheidend war, klafften seit einigen Jahren Theorie und Beobachtung auseinander. Eine neue Messung liefert nun einen hochpräzisen Wert – und stützt das Standardmodell der Kosmologie.
Mit dem Urknall - auch Big Bang genannt - begann die Geschichte des Weltraums

So chaotisch und wüst die Phase am Anfang des Universums war, haben Physiker inzwischen doch ein erstaunlich genaues Bild davon. In den ersten Sekunden und Minuten unseres Alls dehnte sich die heiße Elementarteilchen-Ursuppe rasch aus. Dabei kühlte sie ab, und nach und nach flockten gewissermaßen Neutronen und Protonen aus – sowie aus beiden zusammen die Kerne der Wasserstoffvariante Deuterium. Die Teilchen vereinigten sich noch zu einer größeren Menge Helium und Spuren weiterer Elemente, bevor wenige Minuten darauf der Spuk der »Nukleosynthese« wieder vorbei war.

Die Masse des Kosmos bestand nun zu drei Vierteln aus Wasserstoff und zu einem Viertel aus Helium. Praktisch alle schwereren Bewohner des Periodensystems formten sich erst viel später in Sternen und bei deren Explosionen. Gerade weil das Rohmaterial des Weltalls so rasch zusammenkam, hätten sich selbst kleinste Abweichungen bei den Verschmelzungsgeschwindigkeiten dramatisch auf das Endergebnis ausgewirkt. Darum hängen theoretische Voraussagen zur Entwicklung aller Strukturen der fol­genden Jahrmilliarden davon ab, die ersten Minuten möglichst genau zu kennen …

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Spektrum der Wissenschaft – Kosmisches Rätsel - Galaxien ohne Dunkle Materie

Dunkle Materie gilt als unverzichtbar für die Entstehung von Galaxien – doch inzwischen wurden mehrere Systeme ohne sie entdeckt. Was bedeutet das für die bisherigen Modelle? Der zweite Teil der Serie »Intelligenz aus zwei Welten« widmet sich der Frage, ob wir eigentlich noch verstehen, was wir erforschen, wenn künstliche Intelligenz eingesetzt wird. Passend dazu hinterfragt ein Kommentar kritisch den Umgang mit KI-Tools in der Wissenschaft. Außerdem berichten wir über umstrittene Fossilien aus Gabun und über aktuelle Versuche von Biophysikern, künstliches Leben zu erzeugen.

Sterne und Weltraum – Artemis II: Wie erfolgreich war die Mission zum Mond?

Mit dem Artemis-Programm, das 2022 mit der unbemannten Testmission Artemis I begann, strebt die NASA eine erneute Landung von Menschen auf dem Mond an. Mit der nun bemannten und erfolgreich abgeschlossenen Mondumrundung von Artemis II hat sie einen weiteren Meilenstein erreicht – noch nie waren Menschen weiter ins All vorgedrungen. Wir zeigen die Highlights der Mission und geben einen Ausblick. Weiter berichten wir über die Pläne der ESA bis 2035 ein Interferometer zur Messung von Gravitationswellen im Weltraum zu installieren – LISA, sowie von der darüber hinaus schon geplante Weiterentwicklung LISAmax. In unserem Praxisteil lesen Sie über die in der Amateurszene noch wenig verbreitete Spektroheliografie zur Sonnenbeobachtung und deren Möglichkeiten.

Spektrum - Die Woche – Großes Hoffen auf die kleinen Reaktoren

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  • Quelle

Mossa, V. et al.: The baryon density of the Universe from an improved rate of deuterium burning. Nature 587, 2020

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