Auf was bezieht sich der mexican hat (Urknall)?
Bezieht sich der Mexican hat auf den Urknall an sich (was ihn veranlasst hat, dass es zum Urknall kam) oder auf die Inflationsphase?
Wie passen Singularität und der Phasenübergang nach Entstehung von Antimaterie und Materie zusammen?
2 Antworten
Hallo jejdbdjdbdjd,
der "Mexican Hat" ist Teil des Inflationsmodells.
Im Inflationsmodell kommt es zum Urknall, weil ein "Inflatonfeld" von einem angeregten Zustand in den Grundzustand wechselt. Für die extrem kurze Zeit, die dieser Zustandswechsel in Anspruch nimmt, erzeugt das Inflatonfeld einen abstoßenden Druck - und verursacht so für weniger als 10^-32 Sekunden eine extrem starke Ausdehnung des Raums. So in etwa auf das 10^50 - fache. Diese "inflationäre Phase" ist in diesem Modell mehr oder weniger "der Urknall".
Materie und Antimaterie entstehen hinterher, als eine Folge der Abkühlung wegen der Ausdehnung und der damit verbundenen Abnahme der Energiedichte.
Wenn da im Bildli oben was mit "no mass" und unten was mit "mass" steht, hat das (noch) nix mit Materie zu tun. Das kommt eher aus dem Higgsfeld, das beim Urknall zunächst in einem angeregten Zustand ist (wegen der hohen Energiedichte). Das Higgsfeld hat die Besonderheit, im angeregten Zustand den Wert Null anzunehmen... das Higgs-Boson koppelt dann nicht an die anderen Teilchen, so dass alle Teilchen (auch die anderen Bosonen, die in der Physik als sogenannte Austauschteilchen die Wechselwirkungen übertragen) masselos sind. Das ist gleichbedeutend mit der Ununterscheidbarkeit der fundamentalen Wechselwirkungen beim Urknall.
Erst nach dem Phasenübergang ist das Higgsfeld im Grundzustand... und in genau diesem koppelt es an und verleiht allen Teilchen ihre Masse. Dadurch "frieren" dann die 4 bekannten Wechselwirkungen überhaupt erst aus, weil ihre Kopplungsteilchen eben unterscheidbar geworden sind.
So... und wenn Du das jetzt verstanden hast: Kompliment, echt. Vermutlich bedarf es aber einer etwas genaueren Erklärung. Ich habe das Ganze hier
https://www.gutefrage.net/frage/was-hat-den-urknall-ausgeloest
einmal deutlich ausführlicher beschrieben und einen längeren Text vom "Spektrum" dazu verlinkt. Und auch noch einen Vortrag von Josef Gaßner, in dem er das ausführlich erklärt. Ich würde Dir raten, Dir diesen Vortrag mal reinzuziehen. Ganz. Obwohl er ein bissi länger ist. Vielleicht legste Dir Chips daneben. ;-) Dein Sombrero kommt im Vortrag auch vor... so ab Minute 17 etwa. Fang' aber trotzdem vorne an.
Grüße
Dieses Bild soll einfach nur illustrieren, dass es instabiles Gleichgewicht geben kann (im Bild die Lage der Kugel auf der Spitze des Hutes), welches urplötzlich zusammenbricht und so zu einem recht stabilen Zustand führen kann (im Bild die Lage der Kugel in der Krempe des Hutes).
Die Inflationsphase entspricht dem Fallen der Kugel entlang des roten Weges. Man sieht: So plötzlich wie sie anfängt, wird sie sich wieder beenden, wenn ein hinreichend stabiler Zustand erreicht ist.
Das gesamte Vakuum muss man sich vorstellen wie ein Meer aus Energie, in dem sich ständig Berge von Energie auftürmen (vergleichbar mit hohen Wasserwellen in einem grenzenlosen, vom Sturm gepeitschten Ozean). Wo immer so ein instabiler Berg von (Lage-) Energie zusammenbricht, ist das ein Ereignis vergleichbar mit der Inflationsphase, die unser Universum geschaffen hat.
Daher glauben Kosmologen (Linde, Vilenkin, u.a.), dass unsere Welt nicht die einzige auf solchem Wege entstandene sein kann.