Frage von Smileonme, 18

Warum gab es den Urknall/ wann genau ist er ´passiert´?

Hallo,

ich habe eine Frage zum Urknall. Ich verstehe dass es vor dem Urknall einen "Punkt" gab, in dem es noch keine Zeit oder Materie gab, und dieser unendlich hohe Energie hatte.

Aber dann verstehe ich es nicht ganz und zwar,

  • warum hat sich dieser Punkt ausgedehnt? Weil die Energie zu groß geworden ist? und
  • Wie genau hat sich dieser "Punkt" ausgedehnt?

Kann mir bitte jemand Helfen?

Danke :)

Expertenantwort
von uteausmuenchen, Community-Experte für Physik, 11

Hallo Smileonme,

das sind ja eigentlich ganz viele Fragen in eine verpackt und jede einzelne davon ist nicht so ganz leicht zu erklären, weil die Physik dahinter alles andere als einfach ist oder zumindest weit über das hinaus geht, was man so im Alltag braucht.

Fangen wir mit den leichteren Fragen an, ja?

Ich verstehe dass es vor dem Urknall einen "Punkt" gab, in dem es noch
keine Zeit oder Materie gab, und dieser unendlich hohe Energie hatte.

Nicht ganz. Wenn wir so tief ins "Eingemachte" gehen, müssen wir da ein bissi genauer hinschauen.

Mit dem Urknall beginnt unser beobachtbares Universum. Zeit, Raum und Physik, wie wir sie im Universum beobachten, entstehen mit dem Urknall.

Unser beobachtbares Universum beginnt in einem extrem dichten und heißen Anfangszustand. Alles, was wir heute im Universum beobachten, beginnt beim Urknall in einem winzigen Anfangsvolumen, das aber in den Modellen heute keineswegs "punktförmig" ist.

Punktförmig würde bedeuten: Ausdehnung Null und wirklich unendlich hohe Energiedichte. Beides kommt in den heutigen Beschreibungen des Urknalls nicht mehr vor. Die Kosmologen haben längst die Quantenmechanik berücksichtigt. Das Universum beginnt deshalb eher auf Größenskalen, die auf der Größenordnung der Planckgrößen liegen. Die Plancklänge ist zwar nur 10^-35 Meter, aber eben von Null verschieden. Begriffe wie "unendlich hoch" braucht es in den Formulierungen der Urknallmodelle daher nicht mehr.

Im Moment des Urknalls ist es den Modellen nach im Universum sehr heiß - aber eben nicht unendlich heiß - und das Volumen, das das heutige beobachtbare Universum damals einnimmt, ist mit 10^-35 Metern Durchmesser klein, aber eben nicht punktförmig.

Wie es zu einer plötzlichen Ausdehnung in diesem Anfangszustand kommt, oder wie dieser Anfangszustand zu begründen ist, ist Spekulation. Denn über diesen Punkt hinweg können wir nicht schauen - unsere Physik beginnt einfach erst dort. Beobachtungsdaten, die in diese Phase des Urknalls (die erste Sekunde nach dem Urknall, um genau zu sein) zurückreichen, haben wir nicht.

Wir haben aber sehr viele verschiedene Beobachtungsdaten, teils aus den Messungen der Rotverschiebungen, teils aus der Vermessung der Hintergrundstrahlung, teils aus Teilchenexperimenten und einige ganz andere Daten, die durchaus schon ins wenige Sekunden alte Universum zurückreichen. Der Anfang unseres beobachtbaren Universums in diesem dichten heißen Anfangszustand vor rund 13,8 Milliarden Jahren ist also sehr gut belegt. Und das beantwortet immerhin schon einmal Deine Frage nach dem "Wann?"

Hier ist das recht gut zusammengestellt, aber leider auf Englisch:

https://profmattstrassler.com/2014/03/26/which-parts-of-the-big-bang-theory-are-...

Warum es nun vor 13,8 Milliarden Jahren auf einmal losging, sich unsere Raumzeit auf einmal auszudehnen begann, das wissen wir wie gesagt nicht. Wir können hier nur verschiedene Modelle durchrechnen und schauen, was "unter der Rechnung" dann für ein Universum rauskommt und ob das zu den Beobachtungen passt. Es gibt aber mehrere Modelle, die da in Frage kämen.

Eines davon ist die sogenannte Inflation: Ein Inflatonfeld, das von einem angeregten Zustand in einen anderen Zustand wechselt kann für die unglaublich kurze Dauer dieses Phasenüberganges einen negativen - also abstoßenden Druck aufbauen, der zu einer unheimlich schnellen Expansion der Raumzeit für sehr, sehr kurze Zeit sorgt. Ein möglicher Kandidat für dieses Inflatonfeld wäre das Higgsfeld, von dem wir seit der Entdeckung des Higgsbosons 2012 wissen, dass es existiert.

Florian Freistetter erklärt hier in diesem Podcast ganz kurz, aber verständlich, wie diese Hypothese aussieht:

Leider ist bislang kein direkter Nachweis dieser infltionären Phase gelungen; die Meldung, dem BICEP-Experiment wäre dies gelungen, hat sich nicht bestätigt.

Es gibt aber durchaus andere Modelle, die sich dann aus der Stringtheorie ergeben und ohne die inflationäre Phase auskommen. "Ekpyrotisches Universum" nennen sich diese Modelle.

Wie gesagt: Für diese ersten Sekundenbruchteile gibt es nur Hypothesen, keine bestätigenden Beobachtungsdaten. Modelle, aus denen "unten" was Sinnvolles rauskommt, gibt es aber.

Grüße

Antwort
von OlliBjoern, 12

Ich denke nicht, dass die Physik auf jedes "warum" eine Frage wüsste. Zuerst einmal ist die Physik eine beobachtende und beschreibende Wissenschaft. Wir können z.B. recht gut beschreiben, wie (und in welche Richtung) ein Gegenstand fällt. Warum aber die Gravitation (nach derzeitigem Stand) immer nur anziehend (und nicht abstoßend) wirken kann, ist noch unbekannt (zumal z.B. die Elektrostatik schön symmetrisch ist).

Wenn (nach dem gängigen Modell) die Zeit ihren Ursprung dort hatte, gab es also gar kein "vor dem Urknall". Es gibt aber auch andere Modelle, die eine Zeit "davor" mit einberechnen. Welches dieser Modelle nun besser ist, ist derzeit immer noch Gegenstand der Diskussion.

Die sog. "Hintergrundstrahlung" ist derzeit am besten mit dem Urknall beschreibbar. Daraus lässt sich auch das Alter bestimmen. 13,8 Milliarden Jahre. Es gibt zahlreiche Alternativmodelle (aber keins davon kommt annähernd so gut heran).

Wie genau die "Ausdehnung" passiert ist, ist immer noch Gegenstand der Forschung. Man spricht von einer "Planck-Ära" und einer "GUT-Ära", aber allgemein gilt: je weiter weg vom Ursprung, umso besser können wir es (mit Standardmodellen) erklären. Die allererste Zeit ist am schwierigsten mit Standardmodellen beschreibbar.

Im dem Bereich wird sich die nächsten Jahre sicher noch einiges tun.

Antwort
von Peterwefer, 12

Wenn Du diese Fragen beantworten kannst, hast Du Dir alle Physik-Nobelpreise, die es noch geben wird, redlich verdient. Im Ernst: Bis heute ist über das Wie und Warum des Urknalls nichts Sicheres bekannt. Was den Urknall ausgelöst haben könnte - wann es exakt war - man schätzt, vor 13 Milliarden Jahren, aber sicher ist auch das nicht.

Antwort
von HanzeeDent, 12

Dieser "Punkt", wie du ihn bezeichnest, existiert meines Erachtens nicht. Vor dem Urknall gab es keinen Raum. Damit auch keine Zeit. Also sind Bezeichnungen wie "Vor dem Urknall" nicht definiert. Man kann vielleicht Aussagen zu Zuständen des Universums kurz nach dem Urknall machen, aber es wird schwierig sich auf die Singularität zu beziehen, wenn sie denn überhaut existiert (hat).

Kommentar von HanzeeDent ,

Ich meine, du kannst nicht sagen "weil etwas geworden ist, dehnte sich der Punkt aus". Bedingungen, wie wir sie aus der makroskopischen Physik kennen, machen keinen Sinn...

Antwort
von emem1234, 13

Suche mal auf youtube nach dem Urknall ;). Prof. Lesch hat da einige gute Videos zu dem Thema (Alpha Centauri, Frag den Lesch etc.)

Deine Fragen hängen auch mit Beobachtungen zusammen, die man sich momentan noch nicht erklären kann (Dunkle Energie, Dunkle Materie etc.)

Antwort
von Galgon, 7

So,

Ich versuche mich mal mit meiner Unbeliebtheit kurz und knackig auszudrücken.

Wann der Urknall war... Weiss Niemand ---

Ob es den Urknall gab Weiss auch Niemand --- Daher "Urknalltheorie"

Jetzt sollte mal daran gedacht werden, das es schon früher Wissenschaftler gab die etwas ausgerechnet haben, und das was sie ausgerechnet haben ist laut heutigem Wissensstand falsch gewesen,warum sollen unsere ganzen Berechnungen in 100 Jahren nicht auch falsch sein, weil man was Neues entdeckt hat.

Die Frage woher alles kam wird keiner von uns mehr beantworten können da die Sache an sich bereits vergangen ist, du kannst vermuten was zu Anfang stand aber beweisen wirst du es wohl nie können.

Wenn ich dir jetzt sagen würde, "stell dir mal den Zeitpunkt vor deiner Geburt vor,und danach den Zeitpunkt nach deinem Tot" dann wirst du an was denken... LOGISCH ^^ wenn ich dich jetzt frage, "denk mal an das NICHTS"und wenn du daran gedacht hast und ich dich frage welche Farbe du siehst wird es höchst Wahrscheinlich auf Schwarz enden ^^ Nur jetzt die eigentliche Frage, wie kann das NICHTS denn eine Farbe haben ? das NICHTS kann sich keiner vorstellen.

Die Luft, ist da du siehst sie aber nicht... wie sieht die Luft also aus ?

Forschung wird von Menschen betrieben,und ihre Computer wurden auch von Menschen geabut.Menschen sind nicht perfekt, also kann es der Computer auch nicht sein, da er vom Menschen gebaut und erschaffen wurde.

Wir sollten uns weniger um das kümmern woher alles kam und wie alles zuende gehen wird,wir sollten lieber dafür sorgen das wir auf der Erde zurecht kommen, und das bislang unaufhaltsame und Mächtigste was es bisher für uns Menschen gibt bzw das was wir kennen das ist die ZEIT, und genau die macht das das jeder von uns irgendwann einmal gehen wird, und dann wird er vielleicht das alles von weit weit oben sehen und sich nur sagen "Es ist alles ganz logisch" nur das ^^ wird jeder für sich irgendwann einmal herausfinden.

mfg

Antwort
von grtgrt, 8

Bitte lies zunächst mal https://www.gutefrage.net/frage/weg-der-galaxien#answer-180468525 .

Wie es zum Zustand kam, in dem der sog. "Urknall" passiert ist, und was davor geschah oder wie existiert hat, weiß heute niemand zu sagen.

Antwort
von Orothred23, 7

Wenn wir das wüssten, hätten viele Naturwissenschaftler nichts mehr zu tun....

Antwort
von azervo, 5

Das mit dem Urknall ist religiöse Spinnerei. Der Mensch sucht immer nach einem "Anfang". Den gibt es aber gar nicht.

Das ganze System, in dem wir leben, ist IMMER ein Kreislauf. Da gibt es keinen Anfang und kein Ende.

Die Gravität sorgt dafür, dass alle Matiere zusammen gepresst wird, da entstehen dann extrem hohe Drücke. Irgendwann kann die Gravität diesen Druck nicht mehr zusammenhalten ... die zusammengepresste Matiere explodiert.

Das ist wie so eine Gasflasche die man füllt ... bis zu einem gewissen Druck, bleibt die Gasflasche intakt ... und plötzlich explodiert sie.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Gibt es diesen Weltbild-Baukasten auch irgendwo zu kaufen?

Kommentar von ctest ,

Intelligenz gibt es nicht zu kaufen.

Antwort
von SergeyWest, 6

Dass das Universum aus einem einzigen heißigen Punkt entstanden ist, ist eigentlich ein Theorie. Viele Physiker haben diese Urknall-Theorie akzeptiert, aber dennoch wurde sie noch nie direkt bewiesen worden, sondern nur indirekt durch die kosmische Hintergrundstrahlung. Lemaitres stellte diese Theorie wegen der kosmischen Expansion auf. Man versuchte diese Theroie zu mit Radiodetektoren zu beweisen ,aber es gab Störungen und Probleme, sodass die Ergebnisse verworfen werden mussten. --So sagt das mein Buch von 2015. Uns eins noch. Wenn das Universum gar nicht exestiert könntest du die Frage ja nicht stellen " warum exestiert das Universum"? Oder?

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community