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Thema: Annihilation im frühen Universum: Wo ist die Gammastrahlung geblieben?

  1. #1
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    1

    Frage Annihilation im frühen Universum: Wo ist die Gammastrahlung geblieben?

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    Hallo liebe Astronewsler,
    ich hätte da mal eine Frage zum frühen Universum bezüglich der Materie / Antimaterie: Laut Theorie gab es ja eine fast vollständige Annihilation der Materie / Antimaterie, wobei es einen winzigen Überschuss von Materie gab (auf 1 Milliarde Teile Antimaterie 1 Milliarde und 1 Teile Materie).

    Man könnte auch sagen, das auf 1 verbliebenes Materie-Teilchen somit 2 Mrd Teilchen (1 Mrd aus Materie + 1 Mrd aus Antimaterie) in der Annihilation zu reinen Gamma-Quanten zerstrahlt worden sind. So weit, so gut.

    Aber wo ist diese ganze Energie eigentlich geblieben? Laut Energieerhaltungsgesetz kann sich diese harte Strahlung doch nicht "verflüchtigt" haben und sollte somit im Universum in Riesigen Mengen nachweisbar sein.

    Bei dem vorher genannten Verhältnis von 2 Mrd : 1 sollte dann ja auf ein existierendes Teilchen die Annihilationsstrahlung von 2 Mrd Materie/Antimaterie-Teilchen kommen, also pro Teilchen eine unglaublich große Menge an Gammastrahlung. Warum ist dann der Kosmos keine "Hölle" aus harter Strahlung mit einer vergleichsweise kleinen Menge an Materie?

    OK, dieser Vorgang der Annihilation fand ja im frühen Universum statt, genauer ab 10hoch-4 Sekunden nach dem Primärereignis. Der ganze Vorgang war bereits zum Zeitpunkt 1 Sek nach dem PE wieder abgeschlossen und das Universum noch relativ winzig.
    Wenn man nun annimmt, das durch die Inflation des Universums die Wellenlänge der Gammastrahlung länger geworden ist (Analog zur Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die ja eigentlich die Infrarot-Strahlung zum Zeitpunkt der sog. Rekombination der Materie ca. 380.000 Jahre nach dem Primärereignis gewesen ist), so sollte es doch zumindest eine adäquate Menge an zb harter Röntgenstrahlung in ganzen Kosmos geben?!

    Im Netz habe ich dazu (M/ AM) eigentlich nur gefunden, dass man noch nirgends Antimaterie im Universum nachgewiesen hat. Ebenso fehlt jegliche Annihilationsstrahlung (als Ergebnis einer stattgefundenen Auslöschung) und auch die direkte Suche nach Anti-Helium-Atomen 1998 im SpaceShuttle zeigte keinerlei Ergebnis. Ok, künstlich wird Antimaterie im LHC hergestellt, aber in der "freien Natur" -> Fehlanzeige!

    Ist also vielleicht die Theorie in diesem Punkt ungenau oder falsch? Oder ist die ganze Energie der Annihilation vielleicht im Raum "versickert" und heute nur als Vakuumfluktuation "sichtbar", d.h. als Energiepotenzial des leeren Raums?

    Ich hoffe auf erhellende Antworten hier und danke euch schonmal für die Zeit, die Ihr euch dafür genommen habt.

    my2cents
    trumalda966

  2. #2
    Registriert seit
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    Standard

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    Hallo trumalda966,

    herzlich willkommen im Forum!

    Die Überbleibsel der damaligen Annihilation haben sich, nachdem ihre Energie für eine Paarbildung aus p+ u. p- nicht mehr ausreichte und als auch die Paarbildung e- u. e+ nicht mehr möglich war, ausschließlich an den noch möglichen Wechselwirkungen mit der damals noch sehr dichten Materie beteiligt.

    In der Zeit zwischen 1 s nach dem Beginn und der Zeit, als das Universum durchsichtig wurde (380000 Jahre nach dem Beginn) hat sich das Universum um rund das 5 Millionenfache ausgedehnt und danach auch nochmal um fast das 1100 fache. Der Rest der Energie von 1 GeV Photonenenergie hin zu den rund 3000 K, wurde sozusagen für die etwas länger dauernde Temperaturabkühlung durch Expansion verbraten.

    Herzliche Grüße

    MAC

    PS Eine Rechenhilfe für diese Zahlen findest Du z.B. hier: http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmolog.htm
    Geändert von mac (20.01.2018 um 15:22 Uhr)

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