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Naturwissenschaften – Grade 12 · Einheit 4: Kernphysik und das Universum

Rotverschiebung und der Urknall

Nutze die Rotverschiebung und die kosmische Hintergrundstrahlung als Belege für den Urknall.

Das Licht ferner Galaxien ist zum roten Ende des Spektrums hin verschoben: Seine Wellenlänge ist länger als erwartet. Diese Rotverschiebung zeigt, dass sich die Galaxien von uns entfernen. Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto größer ist ihre Rotverschiebung und desto schneller entfernt sie sich. Das bedeutet, dass sich das Universum ausdehnt.

Die Urknalltheorie besagt, dass das Universum vor etwa 13.8 Milliarden Jahren aus einem extrem kleinen, heißen und dichten Bereich entstand und sich seitdem ausdehnt. Ein weiterer Beleg ist die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die abgekühlten Überreste der Energie des frühen Universums, die aus allen Richtungen nachgewiesen wird. Beobachtungen von Supernovae deuten darauf hin, dass sich die Ausdehnung beschleunigt, was Wissenschaftler mit Dunkler Energie erklären; Dunkle Materie wird vorgeschlagen, um zu erklären, wie sich Galaxien drehen. Beides ist noch nicht verstanden.

Beispiel mit Lösung

Galaxie A hat eine größere Rotverschiebung als Galaxie B. Was kannst du schließen?

  1. Größere Rotverschiebung bedeutet schnellere Entfernung.
  2. Sich schneller bewegende Galaxien sind weiter entfernt.

Antwort:Galaxie A ist weiter entfernt und entfernt sich schneller als B.

Schlüsselwörter

Rotverschiebung
Zunahme der Wellenlänge des Lichts einer sich entfernenden Quelle
Urknall
Theorie, dass das Universum aus einem winzigen, heißen, dichten Punkt entstand
CMBR
kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung
Dunkle Materie
unsichtbare Materie, die aus der Rotation von Galaxien abgeleitet wird
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Jedes Mal neue Fragen.

Mit Bezug auf NGSS: HS-ESS1-2