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Transcript

XX/XX/20XX

Die
hintergrundstrahlung

Präsentation

Schüler: Berkay Bingöl

Fachlehrer: Nataliya Bachmann
Fach: Physik
Klasse: E3

Inhalts-
übersicht

02.

iwoher kommt die strahlung

03.

Anisotropie der strahlung

04.

C.O.B.E.

12.

ende

10.

bedeutung & folgen

06.

W.M.A.P.

08.

planck

01. Vorhersaugung & entdeckung

09.

weitere forschungen

05.

C.O.B.E - messung der fluktuationen

07.

W.M.A.P - messungen

11.

quellen


Vorhersagung &
entdeckung

01

- 1931 Erscheinung von Lemaitres Aufsatz, in welchem er die Idee des Urknalls einführte

- 1948
Die physiker George Gamow, Ralph Alpher & Robert Herman sagen als Folge der Urknalltheorie eine thermische Hintergrundstrahlung voraus, die uns im Mikrowellenbereich isotrop erreichen sollte.

- 1963
zwei Radioastronomen der Bell Telephone Company, Arno Penzias und Robert Wilson, beginnen ein forschungsprogramm mit einer 20-Fuß-Hornantenne, um zu versuchen, Radiowellen aus dem Halo der Milschstraße aufzunehmen, um die Struktur unserer Galaxie zu Entschlüsseln. unter den Fremdgeräuschquellen erhielten sie ein isotropes Signal bei einer Wellenlänge von 7,35cm das sie keiner bekannten Quelle zuordnen konnten.

- 1964
Eine Gruppe Physiker an der Princeton Universität, darunter Robert Henry Dicke und David Todd Wilkinsons, versuchten jene von Gamow, Alpher und Herman vorausgesagte Strahlung zu messen.

- 1978
Penzias und Wilson erhaltenden Nobelpreis der Physik für die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung

01. Vorhersagung &
entdeckung

Woher kommt die strahlung

02

02. woher kommt die strahlung

Heißes Plasma aus Protonen, Elektronen & Photonen; Entshehung von Wasserstoff wird durch photonen verhindert, die sich nicht frei bewegen konnten, ohne auf ein geladenes Teilchen zu treffen


02. woher kommt die strahlung (2)

Photooonen sind im Thermodynamischen Gleichgewicht mit dem Plasma;
Strahlung weist ein fast perfektes Intensitätsspektrum eines schwarzen Körpers (Planck-Spektrum) auf


02. woher kommt die strahlung (3)

Photonen wurden nicht mehr an freien Elektronen gestreut;
Sie reagieren viel weniger mit neutralen Atomen; Es findet kein Energieaustausch mehr statt


02. woher kommt die strahlung (4)

Energie der Strahlung als auch Teilchendichte nimmt ab;
Das Plasma kühlt so weit ab, dass sich positiv und negativ geladene Teilchen zu elektisch neutralen Atomen verbinden können


02. woher kommt die strahlung (5)

Universum Expandiert;
Temperatur nach ca. 380.000 Jahren nach dem Urknall auf 3000 K gesunken;
Beginn der Rekombinationsphase


02. woher kommt die strahlung (6)

Photonen füllen das ganze Universum aus und werden zu dem, was heute als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichnet wird;
Das Universum wird ,,durchsichtig"


02. woher kommt die strahlung (7)

Expansion streckt die Photonenwellenlänge und das Spektrum der Strahlung wird rotverschoben


02. woher kommt die strahlung (8)

Die Strahlung kühlt auf 2,725 K ab und kann hauptsächlich im Mikrowellenbereich empfangen werden


Anisotropie der strahlung

03

Die kosmische Hintergrundstrahlung kommt aus jeder Richtung mit ungefähr der gleichen Stärke, und füllt das ganze Universum aus
(Ungefähr 400 Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung pro cm³

Jedoch ergeben sich winzige Schwankungen (Flukationen) in Temperatur und Dichte. Die Temperaturflukationen liegen in einem Bereich von 1:1000000

03. anisotropie der strahlung

C.O.B.E.

Cosmic Background Explorer

04

04. C.O.B.E (Cosmic Background Explorer)

COBE ist ein Forschungssatellit der NASA, der am 18.11.1989 von der Vanderberg Air Force Base in Kalifornien startete, um Fluktuationen der kosmischen Hintergrundstrahlung zu messen

WICHTIGE GERÄTE UND IHRE FUNKTION

Ursprünglich sollte der Satellit mit einem Spaceshuttle ins All befördert werden. Nach der Challenger-Katastrophe 1986 wurde dieser Plan aber aufgegeben. Die NASA stimmte zu C.O.B.E. mit einer Delta-Rakete auf seine Umlaufbahn zu bringen

- DIRBE(Diffuse Infrared Background Experiment): Sucht nach kosmischen Infrarot-Hintergrund
- DMR(Differential Microwave Radiometer): Zeichnet kosmische Strahlung auf und stellt Anisotropien fest
- FIRAS(Far Infrared Absolute SPectrophometer): Misst extrem kleine Abweichungen der kosmischen Hintergrundstrahlung von dem Spektrum eines schwarzen Körpers

XX/XX/20XX

WMAP

Wilkinsons Microwave Anisotropy Probe

05

05. WMAP (Wilkinsons microwave anisotropy probe

- Forschungsatellit der NASA und Nachfolger von C.O.B.E.

- Startete am 30.06.2001 und hat bis 2010 den kosmischen Mikrowellenhintergrund vermessen

- Hat die kosmische Hintergrundstrahlung durch Radiometer in fünf Frequenzbändern gemessen, um den galaktischen Untergrund herauszufinden zu können

sein beobachtungspunkt liegt in der Nähe des zweiten Lagrange-punktes des Erd-Sonne-Systems außerhalb störender STrahlung von Sonne und Erde

ERFOLGE:
- Konnte das Alter des Universums auf 13,77 Mrd Jahre schätzen
- Hat die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung gemessen: 2,725 K
- Informationen über die Zusammensetzung des Universums

Planck

max planck, begründer der quantenphysik

06

weitere forschungsmissionen

07

bedeutung & folgen

08

Quellen

- Uni-muenster.de I STochastische Aspekte der kosmischen Hintergrundstrahlung
- Upload.wikimedia.org I der kosmische Mikrowellenhintergrund und seine Anisotropien
- 100Sekundenphysik I Mysteriöse Strahlung
- Deutsches-Museum.de I Die GEschichte vom Urknall
- Pulsar.sternwarte.uni-erlangen.de I Der kosmische Mikrowellenhintergrund
- Physik.uni-Regensburg.de I Die Hintergrundstrahlung
- physik.uni-hamburg.de I kosmische Hintergrundstrahlung
- physik.uni.graz.at I Vorhersage und Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung
- Astro.Uni-jena.de I 3 K-Strahlung kosmische Hintergrundstrahlung
- Physik.uni-regensburg.de I Fluktuationen der Hintergrundstrahlung
- Ekp.Physik.uni-Karlsruhe.de I Die kosmische Hintergrundstrahlung
- Ekp.Physik.uni-Karlsruhe.de I kosmische Hintergrundstrahlung
- Mpa-garching.mpg.de I erforschung des kosmischen Mikrowellenhintergrundes
- page-one.springer.com I die kosmische Hintergrundstrahlung

Fragen?

danke für die aufmerksamkeit