Mittwoch, 20. Juni 2012
Das Lithium-Problem des Urknalls
Nun bin ich kein ausgesprochener Gegner des Urknallmodells. Aber es ist mir stets wichtig immer wieder zu zeigen, dass die als zustreffend bezeichneten Modelle des Kosmos auch ihre empirischen Angriffspunkte haben. Beim Urknall ist das u.a. das Lithium-Problem. Im Rahmen des Urknalls hätte viel mehr Lithium entstanden sein müssen, als man durch Beobachtung nachweisen kann. Auf der Suche nach Lithiumvernichtungsmechanismen im All ist man aber nun auf ein Mechanismus gestossen, dass den Lithiumwert im Universum noch weiter erhöhen sollte, was das Lithiumproblem des Urknalls weiter verschärft.

'Welt der Physik' berichtet in einem Artikel:

„Lithium ist eines der wenigen Elemente im Kosmos, deren Häufigkeit entscheidend durch die Nukleosynthese beim Urknall beeinflusst wurde“, erläutern Fabio Iocco von der Universität Stockholm und Miguel Pato von der Technischen Universität München. In den ersten Minuten nach der Entstehung des Universums war die Materie so heiß, dass durch Fusionsprozesse aus Protonen und Neutronen das Wasserstoff-Isotop Deuterium, Helium und in kleinen Spuren auch Lithium entstehen konnten.

Theoretische Modelle der Nukleosynthese sind in hervorragender Übereinstimmung mit der beobachteten Häufigkeit von Wasserstoff und Helium in sehr alten Sternen. Bei dem Element Lithium versagen die Modelle jedoch: Sie sagen dreimal mehr Lithium voraus, als in den Außenschichten alter Sterne tatsächlich beobachtet wird. Astronomen haben eine Vielzahl von Lösungen für dieses Problem vorgeschlagen – doch keiner dieser Ansätze liefert befriedigende Ergebnisse. Denn Prozesse, die den Lithiumanteil verändern, führen oft zu neuen Widersprüchen bei der Häufigkeit anderer Elemente.

Die Arbeit von Iocco und Pato verschärft nun das Lithiumproblem zusätzlich. Denn die beiden Forscher finden keinen Prozess, der Lithium abbaut, sondern im Gegenteil einen, der zusätzliches Lithium herstellt. In der Milchstraße gibt es nach theoretischen Schätzungen mehrere hundert Millionen stellare Schwarzer Löcher – Überreste alter, kollabierter Sterne. Wenn diese Schwarzen Löcher einem nahen Stern Materie entreißen, bildet sich ein heißer, rotierender Materiering um das Schwarze Loch. In diesem Ring ist die Temperatur so hoch, dass durch Kernfusion aus Wasserstoff Lithium entstehen kann, zeigt das Forscherduo. Die Frage, wo dieses Lithium geblieben ist, können auch Iocco und Pato nicht beantworten. Aber sie weisen darauf hin, dass die Produktion von Lithium bei Schwarzen Löchern bei jedem Versuch der Lösung des Lithiumproblems berücksichtigt werden muss.

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