Frage von help121help, 95

Physik-Idee zur Universums Betrachtung?

Hallo zusammen,

habe mich eine lange Zeit mit der Expansion bzw. dem zustand des Universums beschäftigt. Daraus hat sich die Frage gestellt ob nicht das "Universum" IMMERNOCH ein Teil des Urknalls sein könnte, sozusagen dass der Big Bang noch läuft...?

Zur Erläuterung der Idee:

Vor ca. 13,7 Mrd. Jahren gab es eine Singularität, in der die Raumzeit nicht mehr definiert werden konnte. Diese dehnte sich schlagartig aus und erschuf damit sowohl den Raum als auch die zeit (bzw.Raumzeit) so wie wir sie heute kennen.

Materie klumpte aufgrund von Gravitation und Quantengravitation, wobei die Quantengravitation bei der Ausdehnung schnell ausfiel. Somit griff die Gravitation und formte die annähernde gleichmäßige Materieverteilung. Soweit der Stand der Dinge.

Wenn man nun die Rotverschiebung von Objekten wie Galaxien nicht als Resultat der "eigenständige" Expansion ansieht, sondern das Universum noch im Zustand der Ausdehnung des Urknalls ansieht:

Kann von einem Expandierenden Universum nicht die Rede sein, eher vom Zustand Urknall („Universum im Urknall“). D.h. wir befinden uns noch mitten im Urknall.

Somit fallen Energiegrößen, um von einem Expandierenden Universum sprechen zu können, wie die Dunkle Energie weg. Da die expansion ja durch den Urknall noch laufen würde.

Unsere Raumzeit würde also weiterhin expandieren und die Entfernungen zwischen Objekten würden größer. Bis der Urknall schließlich zum erliegen kommt und man davon ausgehen könnte das die Objekte eine so große Entfernung von einander haben, dass die Gravitation auch vernachlässigbar ist.

Somit hätten wir ein Universum was vom Urknall eine Stups bekommen hättte, Raumzeit Expandiert, Objektenentferneungen werden größer, Gravitation greift nicht mehr.

Wir hätten Statisches Universum welches als ganzes in Bewegung ist. Denn die Objekte in dem Raum und der Raum selber bewegen sich mit gleichförmiger Bewegung unendlich weiter.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 26

Natürlich läuft der Urknall noch, wenn man als solchen nicht allein den Anfangspunkt betrachtet, sondern eben auch die Expansion.

Astrophysiker, die eigentlich bestimmen wollten, mit welcher Rate sich die Expansionsrate verringere, stellten 1999 zu ihrer Überraschung das Gegenteil fest. Das hat Einsteins »größte Eselei« (Einstein selbst) namens Kosmologische Konstante (die Einstein postuliert hatte, um den vermeintlich statischen Charakter des Universums zu erklären, wenige Jahre vor u.a. Hubbles Entdeckung, das dem gar nicht so ist) wieder auf's Tapet gebracht, manche sprachen auch von einer Art Substanz namens Quintessenz mit negativem Druck, heute ist meist von Dunkler Energie die Rede.

Sah man früher an einen eventuellen »Big Crunch« (also einen Zusammenbruch des Kosmos) in ferner Zukunft voraus, so hält man heute einen »Big Freeze«, auch »Big Chill« oder»Big Whimper« genannt (ewige Expansion und immer weitere Auskühlung und Ausdünnung des Kosmos im Laufe von 10¹⁰⁰ Jahren und darüber hinaus) oder gar einen »Big Rip« (katastrophischer Anstieg der Dunklen Energie, die alles im Universum zerreißt) für wahrscheinlicher, der als »Ende von allem« gedacht wird.

Allerdings erinnert die beschleunigte Expansion andererseits auch an die sogenannte Inflation im frühen Universum, die schon viel länger im Gespräch war, um die Homogenität des heute beobachteten Universums zu erklären.

Dies, zusammen mit dem interessanten Fakt, dass es sowohl von Quarks als auch von Leptonen mehrere sogenannte Generationen gibt, hat mich auf den Gedanken gebracht, dass der »Big Freeze« oder auch selbst der »Big Rip« nicht einfach das Ende, sondern einfach nur der Übergang in einen niedrigeren Energiezustand darstellen könnte. Unsere potentiellen »Nachfolger« auf diesem niedrigeren Energieniveau würden unsere gesamte Geschichte für einen Wimpernschlag fast ganz am Anfang des Kosmos halten, und unsere Inflationsphase ist vielleicht der »Big Rip« unserer mutmaßlichen Vorgänger.

Vielleicht geht dies auch immer so weiter, selbstähnlich und fraktal..

Antwort
von Mojoi, 26

Deine Hauptfehlannahme ist, dass der Urknall tatsächlich so etwas wie eine Explosion gewesen sein soll, die der Materie einen Kick gegeben haben soll und in dieser Materie kinetische Energie gespeichert hat, die langsam ausläuft.

Wenn dem so wäre, müsste man eine deutliche Abnahme der Ausdehnungsrate über die Zeit hinweg wahrnehmen. Selbst wenn es ein Super-Super-Knall gewesen wäre, der der Materie wahnsinnig viel Bewegungsenergie mitgab, eine charakteristische Kurve der Geschwindigkeitsabnahme wäre feststellbar.

Vom Moment der Kosmischen Inflation an, hat sich das Weltall aber nicht signifikant schneller oder langsamer ausgedehnt, als es das heute tut.

Die Dehnung des Raumes war vom ersten Moment an vorhanden und war damals wie heute die einzige "Kraft", die die Materie auseinandertrieb.

Kein Knall, keine Explosion, kein Kick. Einfach nur Raumausdehnung.

Plot Twist: Eben diese Raumausdehnung und die Schlussfolgerung, dass alles mal ganz eng beieinander und sehr, sehr heiß war, führte zur Prägung des Begriffes Urknall.

Du kannst die heute noch laufende Raumausdehnung als weiterhin wirkenden Urknall ansehen. Aber löse dich von der bildlichen Vorstellung eines Knalls.

Treffender wäre Spontane Entstehung von Allem mit anschließender gleichmäßiger Expansion. 

Antwort
von help121help, 38

Zusammengefasst:

Die entstandene Energie durch den Urknall treibt verklumpte Materie an, sie erfahren eine Beschleunigung (so wie man es durch die Rotverschiebung momentan beobachtet). Irgendwann geht die Energie aus.

Die Objekte sind soweit auseinander gedriftet und zudem wurde der Raum zwischen den Objekten Größer, dass Gravitation nicht mehr greift und die Objekte und somit das gesamte Universum eine gleichmäßige Bewegung fortsetzten. Relativ bewegt sich also der Raum (das Universum) in dem die Objekte statisch verankert sind.

Antwort
von DieMilly, 45

Sorry, aber bei dir vereint sich jede Menge Halbwissen und der Wunsch, darüber nachzudenken. Das ist eine gefährliche Mischung, die in der Regel dazu führt, dass man sich in falsche Weltbilder verläuft und nie mehr davon loskommt, weil sie einem gefallen oder weil sie im eigenen Kopf Sinn ergeben.

1. Der Big Bang war der Zustand am Anfang der Zeit, mit dem es losging. Wenn du alles danach auch noch als Big Bang bezeichnen willst, ist das reine Definition und liefert keinen erhellenden Einblick in das Universum. Du kannst es auch Fred nennen - das wäre genauso nützlich.

2. Die Expansion des Universums hat verschiedene Phasen, und wir sind nicht mehr in der ersten davon.

3. Die Gesamtenergie des Universums ist exakt null, weil dies bei geometrisch flachen Universen wie unserem so ist. Von einem Energieverbrauch kann keine Rede sein. Dieses Universum wird sich für immer ausdehnen und aufgrund der dunklen Energie wird dies beschleunigt geschehen.

4. Gravitation und Quantengravitation sind dasselbe.

Kommentar von Reggid ,

Die Gesamtenergie des Universums ist exakt null, weil dies bei geometrisch flachen Universen wie unserem so ist

wenn das universum flach ist. man kann ja nur obere grenzen für die globale krümmung angeben.

Kommentar von achimhausg ,

Gefährlich finde ich Behauptungen, die nicht belegt werden, von Physikerinnen, die das eigentlich können müssten!

Kommentar von grtgrt ,

Ob das expandierende Universum den Energie-Erhaltungssatz respektiert, ist eine heute noch völlig offene Frage. So viel ich weiß, glaubt man eher nicht daran.

Kommentar von DieMilly ,

Die Gravitationsgleichungen der ART erhält man, indem man Energieerhaltung forciert. So beschreiben also nur Dinge, bei denen die Energie erhalten bleibt.

Kommentar von grtgrt ,

Wer behauptet, ein nicht gekrümmtes Universum habe Gesamtenergie Null, sollte erst mal erklären, was er in diesem Zusammenhang denn eigentlich als positive bzw. negative Energie verstehen möchte.

Was also, Milly, verstehst du darunter?

Kommentar von Reggid ,

die gravitative Energie ist negativ, und so kann man auf den Gesamtwert von 0 kommen.

allerdings kann in der ART die Energie ohnehin nicht (global) eindeutig definiert werden.

Kommentar von DieMilly ,

Die in einem Gravitationsfeld gespeicherte Energie ist negativ. Die in den Materiefeldern gespeicherte Energie ist positiv. In einem flachen Universum heben sich alle Energien gegenseitig auf. 

In einfacher Form hier nachzulesen:

https://books.google.de/books?id=WJnARsI5uywC&pg=PA39

In rigoroserer Form hier: 

https://www.duo.uio.no/bitstream/handle/10852/10952/makefile.pdf

Kommentar von grtgrt ,

Wenn ich Alexander Vilenkin richtig verstehe, ist das, was du als "im Gravitationsfeld gespeicherte Energie" bezeichnest, die Energie des Vakuums.

Mit ihrer oft recht schlampigen Sprechweise (Physiker Slang) verwirren die Physiker sich halt manchmal auch selbst. 

Siehe bitte https://www.gutefrage.net/frage/warum-dehnt-das-universum-sich-aus-und-verschnel... und die Kommentare zu jener Antwort.

Antwort
von LisaEinstein, 53

Zunächst mal solltest du Phänomenologie von der Phänomenalität differenzieren. Also unterscheiden zwischen Beschreibung und dem Beschriebenen. Sobald du das mal gelernt hast wird alles ganz simpel. Das Universum ist nämlich in jedem Moment immer nur so groß wie nötig..

Antwort
von weckmannu, 7

Am Anfang gab es mit Sicherheit keine Singularität, das ist nur ein mathematisches Konstrukt, das der Quantentheorie widerspricht. Wie es wirklich war, weiß noch niemand.

Antwort
von Zyrober, 36

Müsste sich nach deiner Theorie die Expansion des Universums nicht verlangsamen? Tut sie aber nicht. Im Gegenteil, sie beschleunigt.

Kommentar von help121help ,

Ja genau... Momentan tut sie das nicht, weil noch genug Energie vorhanden ist um die Beschleunigung von Objekten anzuführen.

Deshalb stelle ich ja das Universum als Teil des NOCH anhaltenden Urknall da.

Sobald diese Energie nicht mehr vorhanden ist (der Urknall also beendet) bewegen sich die Objekte alle gleichmäßig, weil keine anderen Kräfteauf sie einwirken.

Kommentar von Zyrober ,

Sie hat sich aber schon einmal verlangsamt. Wenn sie mittlerweile aber beschleunigt, kann das nicht als direkte Kraftwirkung aus dem Urknall (sehr vereinfacht als Explosion, die Dinge auseinandersprengt) herrühren.

Kommentar von help121help ,

Die Verlangsamung der Expansion kann sich durch die Gravitation zwischen den Objekten hergeleitet werden. Die Expansion erst einmal ausgebremst hat. nun könnten doch die Objekte durch die langsamere fortlaufende Expansion in eine Entfernung von einander gelangt sein sodass Gravition abgenommen hat und nun die Energie wieder eine größer Beschleunigung auf die Objekte auswirkt. Die zuvor durch Gravitation ausgebremst wurde. 

Antwort
von DieWahrheit1984, 44

Na klar läuft der "Big Bang" noch, das Universum expandiert nach wie vor weiter.

Interessant ist eigentlich dass es momentan so aussieht  als hätte eine "zweite Stufe" dieser Expansion gezündet d.h. die Ausdehnungsgeschwindigkeit nimmt nicht ab wie man es aufgrund der Gravitation der sichtbaren Materie erwarten würde,

sondern die Expansionsgeschwindigkeit nimmt zu und keiner weiss genau warum.L.G.

Kommentar von help121help ,

Könnte man die "zweite Stufe" nicht als immernoch vorhandene Energie des Urknalls deuten, welche die Objekte weiter hin beschleunigen?

Kommentar von DieWahrheit1984 ,

Da kämen jetzt solche Dinge wie "dunkle Materie und "dunkle Energie" ins  Spiel wobei eigentlich kein versierter Astrophysiker diese Phänomene plausibel erklären kann.

Hier kann sich jemand den Nobelpreis für Physik verdienen.

Kommentar von Mojoi ,

Eine Explosion kann Materie nur einmal und das recht abrupt beschleunigen. Nach eine, sehr kurzen Moment der Beschleunigung, hat die Materie im günstigsten Falle eine konstante Geschwindigkeit. Die Explosion - egal wie heftig - kann nicht nochmal nachbeschleunigen.

Im Universum haben wir jedoch ziemlich einheitlich beobachtet, dass die Fluchtgeschwindigkeiten zunehmen, und zwar in linearer Abhängigkeit der Entfernung zueinander.

Ist es schon unmöglich, das durch ein Explosionsmodell zu erklären, wird es noch unmöglicher, die Zunahme der Beschleunigung zu erklären, die man jüngst beobachtet hat.

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community