Neutrinos: Botschafter des Urknalls

Neutrinos als unsichtbare Botschafter des Anfangs der Welt sind eines der am wenigsten erforschten Elementarteilchen

Die sogenannte Urknalltheorie postuliert, dass unsere Welt aus einer Singularität entstanden ist und sich danach bis zur heutigen Größe exponentiell ausgedehnt hat. Wenn man von dieser Annahme ausgeht, dann ist die Geschichte des Universums einfach die Geschichte seines Abkühlens. Die mittlere Massendichte des Kosmos nimmt immer weiter ab. Lag die mittlere Temperatur des frühen kompakten Universums bei Milliarden von Milliarden von Kelvin, beträgt sie heute nur ein paar Kelvin über dem absoluten Nullpunkt.

Die Big-Bang-Theorie ist eigentlich die Theorie, die niemand haben wollte. Die Weltreligionen haben andere Erklärungen für den Ursprung der Welt. Ein Universum, bei dem Menschen nicht im Mittelpunkt des Schöpfungsmythos stehen, ist für die Missionierung nicht so brauchbar. Für die Physiker, die keine mystischen Erklärungen dulden, ist die Theorie trotzdem unbequem, da sie dem Universum ein Alter auferlegt. Sympathischer ist das "perfekte kosmologische Prinzip" von Sir Fred Hoyle, das besagt, dass wir in keiner besonderen Zeit leben. Statistisch gesehen sollte das Universum im Prinzip immer gleich aussehen, wenn wir in die Vergangenheit oder in die Zukunft reisen würden. Ein zeitloses Universum wäre eigentlich eleganter.

Die astronomischen Beobachtungen zeigen jedoch, dass das Universum nicht zeitlos ist. Es ist wie etwas Lebendiges, mit einem Geburtsdatum versehen. Zum Glück ist die Geschwindigkeit des Lichtes endlich, so dass die gesamte Geschichte des Universums im Weltall eingraviert geblieben ist. Die Photonen aus der Urzeit erreichen uns immer noch, und wenn wir jeden Tag in den Himmel blicken, schauen nicht 5000 Jahre, wie bei Napoleons Soldaten, sondern 13,8 Milliarden Jahre Geschichte auf uns herab.

Bei jedem Prozess des Abkühlens gibt es sogenannte Phasenübergänge, wie beim Wasser, das je nach Temperatur ein Gas, eine Flüssigkeit oder etwas Solides sein kann. Im frühen Universum sind die Phasenübergänge Augenblicke, in denen eine bestimmte Interaktion aufhört zu wirken. Wir können heute den Fingerabdruck von solchen Phasenübergängen mit geeigneten Detektoren erkennen. Diese Fingerabdrücke werden als "Hintergründe" bezeichnet. Zwei der wichtigsten sind:

• Der Neutrino-Hintergrund (eine Sekunde nach dem Urknall erzeugt)
• Die kosmische Hintergrundstrahlung im Mikrowellenbereich (380.000 Jahre nach dem Urknall entstanden)

Dazu kommt ein noch nicht nachgewiesener und sehr schwer zu messender Hintergrund aus Gravitationswellen, die beim Urknall produziert wurden. Im Jahr 2014 glaubte eine Gruppe von Astronomen den Effekt der Urgravitationswellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung entdeckt zu haben, aber eine Überprüfung der Daten bestätigte die Entdeckung nicht.1️⃣

Die kosmische Hintergrundstrahlung entstand als die Photonen nicht mehr so energiereich waren, dass sie Elektronen aus den Atomen herausschleudern konnten. Dadurch wurde das Universum nun zum ersten Mal durchlässig für die Photonen und sie konnten geradeaus vorbei an den Elektronen fliegen.

Neutrinos waren auch am Anfang des Universums extrem energetisch und kollidierten mit den anderen Elementarteilchen. Aber nur eine Sekunde nach dem Urknall war die Temperatur des Universums so weit abgesunken, dass Neutrinos auf ihre heutige minimale Wechselwirkung mit anderen Teilchen abfallen konnten.
mehr:
- Eine Kulisse aus Neutrinos im Weltall (Raúl Rojas, Telepolis, 05.008.2018)

Alpha Centauri - Was sind Neutrinos - Folge 106 {14:52}

TheLordOfDeath1000
Am 19.01.2013 veröffentlicht 

Alpha Centauri - Was sind Neutrinos - Folge 106

Geisterhafte Teilchen - Neutrinos - Doku 2017 (NEU in HD) {1:03:39}

boskabauter ujk77zw
Am 11.06.2017 veröffentlicht 

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Neue Erkenntnisse über das Universum/Doku 2017 HD {45:48}

Doku4u Channel
Am 16.10.2017 veröffentlicht 

Wie viel wiegt ein Neutrino? Das KATRIN-Experiment am KIT (2012) {22:35}

KIT Karlsruher Institut für Technologie
Am 03.07.2012 veröffentlicht 

Das Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN) wird derzeit am Karlsruher Institut für Technologie aufgebaut.
Das Experiment untersucht hierbei die Frage, wie leicht Neutrinos sind. Das Video zeigt, wie die internationale Kollaboration aus 140 Wissenschaftlern und Ingenieuren dies mit dem KATRIN Experiment erreichen will. Neutrinos sind die häufigsten, massiven Teilchen im Universum und damit ein Schlüsselteilchen im Verständnis unseres Universums. In Gesprächen mit Wissenschaftlern wird gezeigt, warum die Neutrinomasse, die seit mehr als 80 Jahren gesucht wird, so wichtig für grundlegende Fragen aus der Physik ist.
Mehr Informationen unter http://www.katrin.kit.edu/

Frag den Lesch - Schneller als erlaubt: Neutrinos! {27:14}

Williams Jimmy
Am 01.12.2017 veröffentlicht 

Frag den Lesch ist eine Sendereihe des ZDF-Dokumentationskanals ZDFneo, in der der Astrophysiker Harald Lesch Themen aus verschiedenen .
Vortrag von Prof. Dr. Michael Rohlfing beim 4. Osnabrücker Wissensforum, 2011.