VP 16
| Vortragende/r: | Dr. Hans-Otto Carmesin |
| Institution: | Studienseminar Stade und Gymnasium Athenaeum |
| Datum: | 21. November 2017 |
| Zeit: | 09:00 - 09:45 Uhr |
| Raum: | 6 |
| Plätze: | noch 1 Plätze frei |
Lernende der Astronomie-AG der Klassenstufen 5-12 können die Ausdehnung des Weltalls selbst beobachten. Darauf aufbauend können sie dieses modellieren.
Im ersten Schritt modellieren sie die Dynamik ausgehend von der Newton’schen Kosmologie durch die Friedmann-Lemaitre-Gleichung FLG.
Dabei entdecken sie die Urknall-Singularität mit einer divergierenden Dichte. Dagegen entdecken sie mithilfe der Welleneigenschaft von Quantenobjekten, dass die Dichte gar nicht größer als die Planck-Dichte werden kann. Dieser kognitive Konflikt führt zur Erweiterung der FLG durch Quanteneffekte.
Im zweiten Schritt erweitern die Lernenden die FLG mithilfe von Wellenfunktionen zur Quantengravitations-FLG. Mit dieser modellieren sie, wie die Dynamik eine maximale Dichte erreichen kann und wie prinzipiell ein Big Bounce denkbar wäre. Allerdings zeigt die Dynamik noch nicht die beobachtete kosmische Inflation. Dieser kognitive Konflikt führt zur Erweiterung der FLG durch Quantengeometrieeffekte.
Im dritten Schritt erweitern die Lernenden im Rahmen der hypothetisch deduktiven Methode der Erkenntnisgewinnung die FLG mithilfe der Schleifenquantengravitation innovativ zur Quantengravitationsgeometrie-FLG. Mit dieser modellieren die Lernenden zusätzlich die kosmische Inflation und vergleichen mit Beobachtungen. Ein Inflatonfeld oder ein Inflatonpotenzial ist bei der Modellierung nicht notwendig.
Ich berichte über Grundlagen, Lernvoraussetzungen, Binnendifferenzierung und Erfahrungen aus dem Unterricht.