Kosmologie - Cosmology

Das Hubble eXtreme Deep Field (XDF) wurde im September 2012 fertiggestellt und zeigt die am weitesten entfernten jemals fotografierten Galaxien . Abgesehen von den wenigen Sternen im Vordergrund (die hell und leicht zu erkennen sind, weil sie nur Beugungsspitzen haben ), ist jeder Lichtfleck auf dem Foto eine einzelne Galaxie, von denen einige 13,2 Milliarden Jahre alt sind; das beobachtbare Universum wird auf mehr als 2 Billionen Galaxien geschätzt.

Kosmologie (aus dem Griechischen κόσμος, kosmos "Welt" und -λογία, -logia "Studie von") ist ein Zweig der Astronomie, der sich mit dem Studium der Chronologie des Universums beschäftigt . Physikalische Kosmologie ist das Studium des Ursprungs des Universums, seiner großräumigen Strukturen und Dynamiken und des endgültigen Schicksals des Universums , einschließlich der Gesetze der Wissenschaft , die diese Gebiete regieren.

Der Begriff Kosmologie wurde zuerst auf Englisch in 1656 in verwendet Thomas Blount ‚s Glossographia , und im Jahr 1731 aufgenommen in lateinischer Sprache von deutschen Philosophen Christian Wolff , in Cosmologia Generalis .

Religiöse oder mythologische Kosmologie ist ein Glaubenssatz, der auf mythologischer , religiöser und esoterische Literatur und Traditionen von Schöpfungsmythen und Eschatologie basiert .

Physikalische Kosmologie wird von Wissenschaftlern wie Astronomen und Physikern sowie Philosophen wie Metaphysikern , Philosophen der Physik und Philosophen von Raum und Zeit studiert . Aufgrund dieses gemeinsamen Anwendungsbereichs mit der Philosophie können Theorien der physikalischen Kosmologie sowohl wissenschaftliche als auch nichtwissenschaftliche Aussagen beinhalten und von Annahmen abhängen, die nicht überprüft werden können . Die Kosmologie unterscheidet sich von der Astronomie dadurch, dass sich Erstere mit dem Universum als Ganzes befasst, während Letztere sich mit einzelnen Himmelsobjekten befasst . Die moderne physikalische Kosmologie wird von der Urknalltheorie dominiert , die versucht, beobachtende Astronomie und Teilchenphysik zusammenzuführen ; genauer gesagt eine Standardparametrisierung des Urknalls mit dunkler Materie und dunkler Energie , bekannt als Lambda-CDM- Modell.

Der theoretische Astrophysiker David N. Spergel hat die Kosmologie als "historische Wissenschaft" bezeichnet, denn "wenn wir in den Raum hinausschauen, blicken wir aufgrund der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit in die Zeit zurück" .

Disziplinen

Physik und Astrophysik haben eine zentrale Rolle bei der Gestaltung des Verständnisses des Universums durch wissenschaftliche Beobachtungen und Experimente gespielt. Die physikalische Kosmologie wurde sowohl durch Mathematik als auch durch Beobachtung in einer Analyse des gesamten Universums geformt. Es wird allgemein angenommen, dass das Universum mit dem Urknall begonnen hat , gefolgt von der kosmischen Inflation , einer Ausdehnung des Weltraums, aus der das Universum vermutlich vor 13,799 ± 0,021 Milliarden Jahren entstanden ist. Die Kosmogonie untersucht den Ursprung des Universums und die Kosmographie kartiert die Eigenschaften des Universums.

In Diderot ‚s Encyclopédie , Kosmologie gliedert sich in uranology (die Wissenschaft des Himmels), aerology (die Wissenschaft von der Luft), Geologie (die Wissenschaft der Kontinente) und Hydrologie (die Wissenschaft der Gewässer).

Die metaphysische Kosmologie wurde auch als die Platzierung des Menschen im Universum in Beziehung zu allen anderen Wesenheiten beschrieben. Dies wird durch die Beobachtung von Marcus Aurelius veranschaulicht, dass der Platz eines Mannes in dieser Beziehung: „Wer nicht weiß, was die Welt ist, weiß nicht, wo er ist, und wer nicht weiß, zu welchem ​​​​Zweck die Welt existiert, weiß nicht wer er ist, noch was die Welt ist."

Entdeckungen

Physikalische Kosmologie

Physikalische Kosmologie ist der Zweig der Physik und Astrophysik, der sich mit der Erforschung der physikalischen Ursprünge und der Entwicklung des Universums befasst. Es beinhaltet auch das Studium der Natur des Universums im großen Maßstab. In seiner frühesten Form war es das, was heute als " Himmelsmechanik " bekannt ist, das Studium des Himmels . Die griechischen Philosophen Aristarch von Samos , Aristoteles und Ptolemäus schlugen verschiedene kosmologische Theorien vor. Das geozentrische ptolemäische System war die vorherrschende Theorie bis zum 16. Jahrhundert, als Nicolaus Copernicus und später Johannes Kepler und Galileo Galilei ein heliozentrisches System vorschlugen . Dies ist eines der berühmtesten Beispiele für einen epistemologischen Bruch in der physikalischen Kosmologie.

Isaac Newton ‚s Principia Mathematica , im Jahre 1687 veröffentlicht wurde , war die erste Beschreibung des Gesetzes der universellen Gravitation . Es lieferte einen physikalischen Mechanismus für die Keplerschen Gesetze und ermöglichte es auch, die Anomalien in früheren Systemen, die durch die Gravitationswechselwirkung zwischen den Planeten verursacht wurden, aufzulösen. Ein grundlegender Unterschied zwischen Newtons Kosmologie und denen davor war das kopernikanische Prinzip, dass die Körper auf der Erde denselben physikalischen Gesetzen gehorchen wie alle Himmelskörper. Dies war ein entscheidender philosophischer Fortschritt in der physikalischen Kosmologie.

Die moderne wissenschaftliche Kosmologie wird gewöhnlich als 1917 mit Albert Einsteins Veröffentlichung seiner letzten Modifikation der Allgemeinen Relativitätstheorie in der Abhandlung "Kosmologische Betrachtungen der Allgemeinen Relativitätstheorie" angesehen (obwohl diese Abhandlung außerhalb Deutschlands bis zum Ende des Ersten Weltkriegs ). Die Allgemeine Relativitätstheorie veranlasste Kosmogonisten wie Willem de Sitter , Karl Schwarzschild und Arthur Eddington , ihre astronomischen Auswirkungen zu erforschen, was die Fähigkeit der Astronomen verbesserte , sehr weit entfernte Objekte zu studieren. Physiker begannen, die Annahme zu ändern, dass das Universum statisch und unveränderlich sei. 1922 stellte Alexander Friedmann die Idee eines expandierenden Universums vor, das bewegte Materie enthielt. Ungefähr zur gleichen Zeit (1917 bis 1922) fand die Große Debatte statt, bei der frühe Kosmologen wie Heber Curtis und Ernst Öpik feststellten, dass einige in Teleskopen beobachtete Nebel separate Galaxien waren, die weit von unserer entfernt waren.

Parallel zu dieser dynamischen Herangehensweise an die Kosmologie gipfelte eine langjährige Debatte über die Struktur des Kosmos. Der Mount-Wilson-Astronom Harlow Shapley trat für das Modell eines Kosmos ein, der nur aus dem Sternensystem der Milchstraße besteht ; während Heber D. Curtis für die Idee argumentierte, dass Spiralnebel als Inseluniversen eigenständige Sternensysteme seien. Dieser Unterschied von Ideen kam zu einem Höhepunkt mit der Organisation der großen Debatte am 26. April 1920 in der Sitzung der US National Academy of Sciences in Washington, DC Die Debatte wurde gelöst , als Edwin Hubble entdeckt Cepheiden in der Andromeda - Galaxie im Jahr 1923 und 1924. Ihre Entfernung etablierte Spiralnebel weit über den Rand der Milchstraße hinaus.

Nachfolgende Modellierungen des Universums untersuchten die Möglichkeit, dass die kosmologische Konstante , die von Einstein in seiner Arbeit von 1917 eingeführt wurde , je nach Wert zu einem expandierenden Universum führen kann. So wurde das Urknallmodell 1927 vom belgischen Priester Georges Lemaître vorgeschlagen, das 1929 durch Edwin Hubbles Entdeckung der Rotverschiebung und später durch die Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung durch Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson 1964 bestätigt wurde Diese Erkenntnisse waren ein erster Schritt, um einige der vielen alternativen Kosmologien auszuschließen .

Seit etwa 1990 haben mehrere dramatische Fortschritte in der beobachtenden Kosmologie die Kosmologie von einer weitgehend spekulativen Wissenschaft in eine prädiktive Wissenschaft mit präziser Übereinstimmung zwischen Theorie und Beobachtung verwandelt. Diese Fortschritte umfassen Beobachtungen des Mikrowellenhintergrunds von den Satelliten COBE , WMAP und Planck , große neue Galaxien- Rotverschiebungsdurchmusterungen einschließlich 2dfGRS und SDSS sowie Beobachtungen entfernter Supernovae und Gravitationslinsen . Diese Beobachtungen stimmten mit den Vorhersagen der kosmischen Inflationstheorie , einer modifizierten Urknalltheorie und der spezifischen Version des Lambda-CDM- Modells überein . Dies hat viele dazu veranlasst, die Neuzeit als das "goldene Zeitalter der Kosmologie" zu bezeichnen.

Am 17. März 2014 gaben Astronomen des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics die Entdeckung von Gravitationswellen bekannt , die starke Beweise für Inflation und den Urknall lieferten . Am 19. Juni 2014 wurde jedoch ein geringeres Vertrauen in die Bestätigung der kosmischen Inflationsergebnisse gemeldet.

Am 1. Dezember 2014 an den Planck - 2014 Treffen in Ferrara , Italien , berichteten Astronomen , dass das Universum ist 13800000000 Jahre alt und ist von 4,9% zusammengesetzt atomarer Materie , 26,6% dunklen Materie und 68,5% dunklen Energie .

Religiöse oder mythologische Kosmologie

Religiöse oder mythologische Kosmologie ist eine Glaubenssammlung, die auf mythologischer , religiöser und esoterische Literatur sowie Schöpfungs- und Eschatologietraditionen basiert .

Philosophische Kosmologie

Darstellung des beobachtbaren Universums im logarithmischen Maßstab.

Die Kosmologie beschäftigt sich mit der Welt als Gesamtheit von Raum, Zeit und allen Phänomenen. Historisch gesehen hatte es einen ziemlich breiten Anwendungsbereich und wurde in vielen Fällen in der Religion gefunden. In der modernen Anwendung beschäftigt sich die metaphysische Kosmologie mit Fragen über das Universum, die den Rahmen der Wissenschaft sprengen. Sie unterscheidet sich von der religiösen Kosmologie dadurch, dass sie sich diesen Fragen mit philosophischen Methoden wie der Dialektik nähert . Die moderne metaphysische Kosmologie versucht, Fragen zu beantworten wie:

  • Was ist der Ursprung des Universums? Was ist seine erste Ursache? Ist seine Existenz notwendig? (siehe Monismus , Pantheismus , Emanationismus und Kreationismus )
  • Was sind die ultimativen materiellen Komponenten des Universums? (siehe Mechanismus , Dynamik , Hylomorphismus , Atomismus )
  • Was ist der ultimative Grund für die Existenz des Universums? Hat der Kosmos einen Zweck? (siehe Teleologie )
  • Hat die Existenz von Bewusstsein einen Zweck? Woher wissen wir, was wir über die Gesamtheit des Kosmos wissen? Enthüllen kosmologische Überlegungen metaphysische Wahrheiten? (siehe Erkenntnistheorie )

Historische Kosmologien

Name Autor und Datum Einstufung Bemerkungen
Hinduistische Kosmologie Rigveda (ca. 1700–1100 v. Chr.) Zyklisch oder oszillierend, Unendlich in der Zeit Urmaterie bleibt manifest für 311040000000000 Jahre und unmanifest für eine gleiche Länge. Das Universum bleibt 4,32 Milliarden Jahre lang manifest und gleich lang unmanifest . Unzählige Universen existieren gleichzeitig. Diese Zyklen haben und werden ewig dauern, getrieben von Wünschen.
Jain-Kosmologie Jain Agamas (geschrieben um 500 n. Chr. nach den Lehren von Mahavira 599–527 v. Chr.) Zyklisch oder oszillierend, ewig und endlich Die Jain-Kosmologie betrachtet den Loka oder das Universum als ein unerschaffenes Wesen, das seit der Unendlichkeit existiert, die Form des Universums ähnelt einem Mann, der mit gespreizten Beinen und einem Arm auf seiner Taille ruht. Dieses Universum ist nach dem Jainismus oben breit, in der Mitte schmal und wird unten wieder breit.
Babylonische Kosmologie Babylonische Literatur (ca. 2300–500 v. Chr.) Flache Erde, die in unendlichen "Wassern des Chaos" schwimmt Die Erde und der Himmel bilden eine Einheit in unendlichen "Wassern des Chaos"; die Erde ist flach und kreisförmig, und eine feste Kuppel (das "Firmament") hält den äußeren "Chaos"-Ozean fern.
Eleatische Kosmologie Parmenides (um 515 v. Chr.) Endlich und kugelförmig in der Ausdehnung Das Universum ist unveränderlich, einheitlich, perfekt, notwendig, zeitlos und weder erzeugt noch vergänglich. Leere ist unmöglich. Pluralität und Veränderung sind Produkte epistemischer Unwissenheit, die aus Sinneserfahrungen abgeleitet sind. Zeitliche und räumliche Grenzen sind willkürlich und relativ zum parmenideischen Ganzen.
Kosmische Evolution von Samkhya Kapila (6. Jahrhundert v. Chr.), Schüler Asuri Prakriti (Materie) und Purusha (Bewusstsein) Beziehung Prakriti (Materie) ist die Quelle der Welt des Werdens. Es ist reine Potentialität, die sich sukzessive zu vierundzwanzig Tattvas oder Prinzipien entwickelt. Die Evolution selbst ist möglich, weil sich Prakriti immer in einem Spannungszustand zwischen seinen Bestandteilen befindet, die als Gunas ( Sattva (Leichtigkeit oder Reinheit), Rajas (Leidenschaft oder Aktivität) und Tamas (Trägheit oder Schwere)) bekannt sind. Die Ursache-Wirkungs-Theorie von Sankhya wird Satkaarya-vaada (Theorie der existierenden Ursachen) genannt und besagt, dass nichts wirklich aus dem Nichts erschaffen oder zerstört werden kann – alle Evolution ist einfach die Umwandlung der ursprünglichen Natur von einer Form in eine andere.
Biblische Kosmologie Entstehungsgeschichte der Genesis Erde schwimmt in unendlichen "Wassern des Chaos" Die Erde und der Himmel bilden eine Einheit in unendlichen "Wassern des Chaos"; das „ Firmament “ hält den äußeren „Chaos“-Ozean fern.
Atomistisches Universum Anaxagoras (500–428 v. Chr.) und später Epikur Unendlich in der Ausdehnung Das Universum enthält nur zwei Dinge: eine unendliche Anzahl winziger Samen ( Atome ) und die Leere von unendlicher Ausdehnung. Alle Atome bestehen aus der gleichen Substanz, unterscheiden sich jedoch in Größe und Form. Objekte werden aus Atomaggregaten gebildet und zerfallen wieder in Atome. Vereint Leukippos 'Prinzip der Kausalität : ‚Nichts geschieht zufällig, alles geschieht die Vernunft und Notwendigkeit‘. Das Universum wurde nicht von Göttern regiert .
Pythagoräisches Universum Philolaus (gest. 390 v. Chr.) Existenz eines "zentralen Feuers" im Zentrum des Universums. Im Zentrum des Universums befindet sich ein zentrales Feuer, um das sich Erde, Sonne, Mond und Planeten gleichmäßig drehen. Die Sonne dreht sich einmal im Jahr um das Zentralfeuer, die Sterne sind unbeweglich. Die Erde behält in ihrer Bewegung das gleiche verborgene Gesicht zum zentralen Feuer bei, daher wird sie nie gesehen. Erstes bekanntes nicht-geozentrisches Modell des Universums.
De Mundo Pseudo-Aristoteles (gest. 250 v. Chr. oder zwischen 350 und 200 v. Chr.) Das Universum ist ein System aus Himmel und Erde und den darin enthaltenen Elementen. Es gibt „fünf Elemente, die sich in Sphären in fünf Regionen befinden, wobei das Kleinere jeweils vom Größeren umgeben ist – nämlich Erde von Wasser umgeben, Wasser von Luft, Luft von Feuer und Feuer von Äther –, bilden das ganze Universum. "
Stoisches Universum Stoiker (300 v. Chr. – 200 n. Chr.) Inseluniversum Der Kosmos ist endlich und von einer unendlichen Leere umgeben. Es ist im Fluss, pulsiert in seiner Größe und erfährt periodische Umwälzungen und Brände.
Aristotelisches Universum Aristoteles (384–322 v. Chr.) Geozentrisch , statisch, stationär, endliche Ausdehnung, unendliche Zeit Die kugelförmige Erde ist von konzentrischen Himmelskugeln umgeben . Das Universum existiert unverändert in der Ewigkeit. Enthält ein fünftes Element, genannt Äther , das zu den vier klassischen Elementen hinzugefügt wurde .
Aristarches Universum Aristarchos (um 280 v. Chr.) Heliozentrisch Die Erde dreht sich täglich um ihre Achse und dreht sich jährlich auf einer Kreisbahn um die Sonne. Die Kugel der Fixsterne ist um die Sonne zentriert.
Ptolemäisches Modell Ptolemäus (2. Jahrhundert n. Chr.) Geozentrisch (basierend auf dem aristotelischen Universum) Das Universum umkreist eine stationäre Erde. Planeten bewegen sich in kreisförmigen Epizykeln , von denen jeder ein Zentrum hat, das sich in einer größeren kreisförmigen Umlaufbahn (als Exzenter oder Deferent bezeichnet) um einen Mittelpunkt in der Nähe der Erde bewegt. Die Verwendung von Equanten fügte eine weitere Ebene der Komplexität hinzu und ermöglichte es Astronomen, die Positionen der Planeten vorherzusagen. Das erfolgreichste Universumsmodell aller Zeiten nach dem Kriterium der Langlebigkeit. Almagest (das Große System).
Aryabhatan-Modell Aryabhata (499) Geozentrisch oder Heliozentrisch Die Erde dreht sich und die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen um die Erde oder die Sonne; unsicher, ob das Modell geozentrisch oder heliozentrisch ist, da die Planetenbahnen sowohl in Bezug auf Erde als auch Sonne gegeben sind.
Mittelalterliches Universum Mittelalterliche Philosophen (500–1200) Endlich in der Zeit Ein Universum, das in der Zeit endlich ist und einen Anfang hat, wird von dem christlichen Philosophen John Philoponus vorgeschlagen , der gegen die antike griechische Vorstellung einer unendlichen Vergangenheit argumentiert. Logische Argumente, die ein endliches Universum unterstützen, werden von dem frühen muslimischen Philosophen Al-Kindi , der jüdischen Philosophin Saadia Gaon und dem muslimischen Theologen Al-Ghazali entwickelt .
Nicht paralleles Multiversum Bhagvata Puran (800–1000) Multiversum , nicht parallel Unzählige Universen sind mit der Multiversum- Theorie vergleichbar, außer nicht parallel, wo jedes Universum anders ist und individuelle Jiva-Atmas (verkörperte Seelen) in genau einem Universum gleichzeitig existieren. Alle Universen manifestieren sich aus derselben Materie, und so folgen sie alle parallelen Zeitzyklen, die sich gleichzeitig manifestieren und nicht manifestieren.
Multiversale Kosmologie Fachr al-Din al-Razi (1149–1209) Multiversum , mehrere Welten und Universen Es existiert ein unendlicher Weltraum jenseits der bekannten Welt, und Gott hat die Macht, das Vakuum mit einer unendlichen Anzahl von Universen zu füllen.
Maragha-Modelle Maragha-Schule (1259-1528) Geozentrisch Verschiedene Modifikationen des ptolemäischen Modells und des aristotelischen Universums, einschließlich der Ablehnung von Equanten und Exzentrikern am Maragheh-Observatorium und der Einführung des Tusi-Paares durch Al-Tusi . Alternative Modelle später vorgeschlagen, darunter das erste genaue Mondmodell von Ibn al-Shatir , ein Modell stationäre Erde für die Ablehnung Erdrotation durch Ali Kuşçu und Planetenmodell „circular Einbeziehung Trägheit “ von Al-Birjandi .
Nilakanthan-Modell Nilakantha Somayaji (1444–1544) Geozentrisch und heliozentrisch Ein Universum, in dem die Planeten die Sonne umkreisen, die die Erde umkreist; ähnlich dem späteren Tychonic-System
Kopernikanischen Universum Nikolaus Kopernikus (1473–1543) Heliozentrisch mit kreisförmigen Planetenbahnen Erstmals beschrieben in De revolutionibus orbium coelestium .
Tychonic-System Tycho Brahe (1546–1601) Geozentrisch und Heliozentrisch Ein Universum, in dem die Planeten die Sonne und die Sonne die Erde umkreisen, ähnlich dem früheren Nilakanthan-Modell .
Brunos Kosmologie Giordano Bruno (1548-1600) Unendliche Ausdehnung, unendliche Zeit, homogen, isotrop, nicht hierarchisch Verwirft die Idee eines hierarchischen Universums. Erde und Sonne haben im Vergleich zu den anderen Himmelskörpern keine besonderen Eigenschaften. Die Leere zwischen den Sternen ist mit Äther gefüllt , und die Materie besteht aus den gleichen vier Elementen (Wasser, Erde, Feuer und Luft) und ist atomistisch, animistisch und intelligent.
Kepler Johannes Kepler (1571-1630) Heliozentrisch mit elliptischen Planetenbahnen Keplers Entdeckungen, die Mathematik und Physik verbanden, bildeten die Grundlage für unsere gegenwärtige Vorstellung vom Sonnensystem, aber entfernte Sterne wurden immer noch als Objekte in einer dünnen, feststehenden Himmelssphäre gesehen.
Statischer Newton Isaac Newton (1642–1727) Statisch (sich entwickelnd), stationär, unendlich Jedes Teilchen im Universum zieht jedes andere Teilchen an. Materie im großen Maßstab ist gleichmäßig verteilt. Gravitativ ausgeglichen, aber instabil.
Kartesisches Vortex- Universum René Descartes , 17. Jahrhundert Statisch (sich entwickelnd), stationär, unendlich Ein System riesiger wirbelnder Strudel aus ätherischer oder feiner Materie erzeugt das, was wir Gravitationseffekte nennen würden. Aber sein Vakuum war nicht leer; der ganze Raum war mit Materie gefüllt.
Hierarchisches Universum Immanuel Kant , Johann Lambert , 18. Jahrhundert Statisch (sich entwickelnd), stationär, unendlich Materie wird auf immer größeren Hierarchien gruppiert. Materie wird endlos recycelt.
Einstein-Universum mit kosmologischer Konstante Albert Einstein , 1917 Statisch (nominell). Begrenzt (endlich) "Materie ohne Bewegung". Enthält gleichmäßig verteilte Stoffe. Gleichmäßig gekrümmter Kugelraum; basierend auf der Riemannschen Hypersphäre . Die Krümmung wird gleich gesetzt. Tatsächlich entspricht Λ einer abstoßenden Kraft, die der Schwerkraft entgegenwirkt. Instabil.
De Sitter-Universum Willem de Sitter , 1917 Erweiterung des flachen Raums .

Gleichgewichtszustand. > 0

"Bewegung ohne Materie." Nur scheinbar statisch. Basierend auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie . Der Raum dehnt sich mit konstanter Beschleunigung aus . Der Skalierungsfaktor steigt exponentiell (konstante Inflation ).
MacMillan-Universum William Duncan MacMillan 1920er Jahre Statischer und stationärer Zustand Aus Strahlung entsteht neue Materie ; Sternenlicht wird ständig zu neuen Materieteilchen recycelt.
Friedmann-Universum , Kugelraum Alexander Friedmann 1922 Sphärisch expandierender Raum.

k = +1 ; nein

Positive Krümmung. Krümmungskonstante k = +1

Erweitert und dann wieder zusammenbricht . Räumlich geschlossen (endlich).

Friedmann-Universum , hyperbolischer Raum Alexander Friedmann , 1924 Hyperbolisch expandierender Raum.

k = –1 ; nein

Negative Krümmung . Angeblich unendlich (aber mehrdeutig). Unbegrenzt. Erweitert sich für immer.
Dirac-Hypothese der großen Zahlen Paul Dirac 1930er Jahre Erweitern Erfordert eine große Variation von G , die mit der Zeit abnimmt. Die Schwerkraft wird schwächer, wenn sich das Universum entwickelt.
Friedmann Nullkrümmung Einstein und De Sitter, 1932 Erweiterung der Wohnungsfläche

k = 0; Λ = 0 Kritische Dichte

Krümmungskonstante k = 0. Angeblich unendlich (aber mehrdeutig). „Unbegrenzter Kosmos von begrenzter Ausdehnung“. Erweitert sich für immer. "Einfachstes" aller bekannten Universen. Nach Friedmann benannt, aber nicht berücksichtigt. Hat einen Verzögerungsterm q = 1/2, was bedeutet, dass sich seine Expansionsrate verlangsamt.
Der Urknall (Friedmann-Lemaître) Georges Lemaître 1927–29 Erweiterung

> 0 ; Λ > |Schwerkraft|

Λ ist positiv und hat eine Größe größer als die Schwerkraft. Das Universum hat einen anfänglichen Zustand hoher Dichte ("Uratom"). Gefolgt von einer zweistufigen Erweiterung. Λ wird verwendet, um das Universum zu destabilisieren. (Lemaître gilt als der Vater des Urknallmodells.)
Oszillierendes Universum (Friedmann-Einstein) Bevorzugt von Friedmann , 1920er Jahre In Zyklen expandieren und kontrahieren Die Zeit ist endlos und anfangslos; vermeidet somit das Anfangs-der-Zeit-Paradoxon. Ewige Zyklen von Big Bang, gefolgt von Big Crunch. (Einsteins erste Wahl, nachdem er sein Modell von 1917 abgelehnt hatte.)
Eddington-Universum Arthur Eddington 1930 Erst statisch dehnt sich dann aus Statisches Einstein-Universum von 1917 mit seiner Instabilität in den Expansionsmodus gebracht; mit gnadenloser Materieverdünnung wird ein De Sitter-Universum. Λ dominiert die Schwerkraft.
Milne-Universum der kinematischen Relativität Edward Milne , 1933, 1935;

William H. McCrea , 1930er Jahre

Kinematische Erweiterung ohne Raumerweiterung Verwirft die allgemeine Relativitätstheorie und das expandierende Weltraumparadigma. Schwerkraft nicht als anfängliche Annahme eingeschlossen. Befolgt das kosmologische Prinzip und die spezielle Relativitätstheorie ; besteht aus einer endlichen kugelförmigen Wolke von Teilchen (oder Galaxien), die sich in einem unendlichen und ansonsten leeren flachen Raum ausdehnt. Es hat ein Zentrum und eine kosmische Kante (Oberfläche der Teilchenwolke), die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnt. Die Erklärung der Schwerkraft war aufwendig und nicht überzeugend.
Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker - Klasse von Modellen Howard Robertson , Arthur Walker , 1935 Gleichmäßig expandierend Klasse von Universen, die homogen und isotrop sind. Die Raumzeit teilt sich in gleichmäßig gekrümmten Raum und kosmische Zeit, die allen mitbewegten Beobachtern gemeinsam ist. Das Formulierungssystem ist heute als FLRW- oder Robertson-Walker-Metrik der kosmischen Zeit und des gekrümmten Raums bekannt.
Gleichgewichtszustand Hermann Bondi , Thomas Gold , 1948 Ausdehnend, stationär, unendlich Die Materiebildungsrate behält eine konstante Dichte bei. Kontinuierliche Kreation aus dem Nichts aus dem Nichts. Exponentielle Expansion. Verzögerungsterm q = −1.
Gleichgewichtszustand Fred Hoyle 1948 Erweiternd, stationärer Zustand; aber instabil Die Materiebildungsrate behält eine konstante Dichte bei. Da jedoch die Materieerzeugungsrate genau mit der Raumausdehnungsrate ausgeglichen werden muss, ist das System instabil.
Ambiplasma Hannes Alfvén 1965 Oskar Klein Zelluläres Universum, das sich durch Materie-Antimaterie-Vernichtung ausdehnt Basierend auf dem Konzept der Plasmakosmologie . Das Universum wird als "Meta-Galaxie" angesehen, die durch Doppelschichten unterteilt ist und somit eine blasenartige Natur hat. Andere Universen werden aus anderen Blasen gebildet. Fortlaufende kosmische Materie- Antimaterie- Annihilationen halten die Blasen getrennt und bewegen sich auseinander und verhindern, dass sie interagieren.
Brans-Dicke-Theorie Carl H. Brans , Robert H. Dicke Erweitern Basierend auf dem Mach-Prinzip . G variiert mit der Zeit, wenn sich das Universum ausdehnt. "Aber niemand weiß genau, was Machs Prinzip eigentlich bedeutet."
Kosmische Inflation Alan Guth 1980 Urknall modifiziert, um Horizont- und Flachheitsprobleme zu lösen Basierend auf dem Konzept der Heißinflation. Das Universum wird als multipler Quantenfluss betrachtet – daher seine blasenartige Natur. Andere Universen werden aus anderen Blasen gebildet. Die fortwährende kosmische Expansion hielt die Blasen getrennt und bewegte sich auseinander.
Ewige Inflation (ein Modell mit mehreren Universen) Andreï Linde , 1983 Urknall mit kosmischer Inflation Multiversum basierend auf dem Konzept der kalten Inflation, bei dem inflationäre Ereignisse zufällig mit jeweils unabhängigen Anfangsbedingungen auftreten; einige dehnen sich zu Blasenuniversen aus, die angeblich wie unser gesamter Kosmos sind. Blasen bilden sich in einem Raumzeitschaum .
Zyklisches Modell Paul Steinhardt ; Neil Turok 2002 In Zyklen expandieren und kontrahieren; M-Theorie . Zwei parallele Orbifold- Ebenen oder M-Branen kollidieren periodisch in einem höherdimensionalen Raum. Mit Quintessenz oder dunkler Energie .
Zyklisches Modell Lauris Baum; Paul Frampton 2007 Lösung des Entropieproblems von Tolman Phantom Dark Energy fragmentiert das Universum in eine große Anzahl von getrennten Patches. Unsere Patch-Kontrakte enthalten nur dunkle Energie ohne Entropie .

Anmerkungen zur Tabelle: Der Begriff "statisch" bedeutet einfach, sich nicht auszudehnen und nicht zusammenzuziehen. Symbol G steht für Newtons Gravitationskonstante ; Λ (Lambda) ist die kosmologische Konstante .

Siehe auch

Verweise

Externe Links