Gab es einen BigBang?

Question

Für die Wissenschaft klar, für mich überhaupt nicht. Was denkt ihr?

Stefan997 · Accepted Answer

Für mich passt keine bzw. teilweise die ersten Beiden. Das hat mit einem Fehler in der Grundannahme zu tun

für die Wissenschaft klar

Exkurs: Im Mittelalter hat man Aristoteles als wissenschaftlich "unfehlbar" angesehen. Schnelle Objekte fallen schneller als langsame. Klar. Galilei prüfte das nach und konnte keinen Unterschied messen. Heute sehen Wissenschaftler alles als Theorie - wenn etwas kommt, was die Messungen der realen Welt besser erklärt, dann wird jeder seriöse Wissenschaftler das anerkennen - aber es muss klare Fakten geben, die das untermauern.

So hat Einstein ursprünglich an ein statisches, sich nicht ausdehnendes Universum geglaubt. Erst mit immer mehr Fakten, die ein sich ausdehnendes Universum nötig machten, hat er (in eher seiner Lebensmitte) eingesehen, dass das Universum sich offensichtlich tatsächlich ausdehnt.

Alter des Universums: Wir wissen, dass das Universum altert. Im Universum (klar, in den Sternen, aber ich betrachte hier die Gesamtmaterie) wird Wasserstoff und Helium zu schwereren Elementen fusioniert. Es kann spektral nachgewiesen werden, dass frühere Sterne (= weitere entfernte) bei der Entstehung weniger schwerere Elemente als Helium hatte, bei den ältesten fast keines. Dafür kann es nur wenige Erklärungen geben:

Das Universum hatte einen zeitlichen Anfang (was auch die Möglichkeit der Entstehung der Zeit an sich mit einschließt aber nicht voraussetzt)
Wenn nicht (1), dann muss es wohl unendlich lange keine Fusion gegeben haben, die dann einsetze. Das macht aber keinen wirklichen Sinn, man kommt in ein Paradoxon. Wenn es möglich ist mit einer Wahrscheinlichkeit >0, dass Fusion möglich ist, dann wäre es früher geschehen, wenn sie 0 ist, dann könnte sie nie möglich sein
Ein komplexes Universum wandelt sich erst in eines um, in dem es nur Wasserstoff und ggf. Helium gibt und dann setzt eine Phase ein, bei der Wasserstoff und Helium zu größeren Atomen Fusionieren. Könnte Big Bounce sein oder eine andere Entwicklung

(1) ist möglich, (2) führt in Paradoxyprobleme, (3) widerspricht in fast allen Möglichkeiten den bekannten Naturgesetzen (auch in Sachen Entropie), Big Bounce wäre möglich, erfordert aber auch eine extreme Verdichtung

Bleibt also eigentlich nur, dass es entweder einen allgemeinen Anfang gab oder zumindest den Anfang der existierenden (Expansions-)Phase

Expansion: Die Hintergrundstrahlung ist nach den Modellen die gleiche Strahlung (auch im optischen Bereich) die nach BB als Resultat desselben entstand (über ein paar Umwege). Bei einer starken Expansion des Raum selbst muss es zu einer Wellenlängenverzerrung gekommen sein. Die Hintergrundstrahlung wurde aus den Modellen erwartet, bevor sie nachgewiesen wurde. Die Nichtexistenz der Hintergrundstrahlung hätte die BB-Theorie widerlegen können (oder zumindest in große Probleme bringen können). Es gibt ansonsten auch keine bekannten Erklärungen der Hintergrundstrahlung, die nicht etablierten physikalischen Theorien widersprechen.

Außerdem die Rotverschiebung. Diese kann nur schlüssig durch eine Expansion des gesamten Kosmos erklärt werden (ein Verlust von Energie mit der Zeit z.B. würde anderen physikalischen Theorien widersprechen). Dies allein würde sowohl durch eine Expansion des Raumes an sich oder von Materie in einem sonst nicht expandierenden Universum erklärt werden können.

Anfangszustand:

All dies könnte aus einem sehr kleinen, aber endlichen "Ur"zustand oder einer Singularität entstehen. Ein solcher kleiner aber endlicher Urzustand ist aber mindestens genauso schwierig zu erklären wie eine Singularität

Übrigens beinhaltet die BB-Theorie (der Name war eigentlich eine Verballhornung durch Gegner der Theorie) nicht die eigentliche Entstehung/Begründung des BB an sich. Er ist vielmehr Teil der Prämisse. Wenn es einen ultrakleinen Urzustand bzw. eine Ur-Singularität gab, wie entwickelte sich dieser weiter. Das muss dann mit dem heute existierenden Kosmos in Zusammenhang gebracht werden.

Wie es zur Entstehung der Singularität gekommen sein soll behandeln eine Reihe andere Theorien und Hypothesen, wie z.B. über Branenkollisionen etc. Diese Hypothesen sind stehen keinesfalls auf solidem wissenschaftlichem Fundament.

Die meisten Kritiker - vor allem im Laienumfeld - stehen auf Kriegsfuß mit der Idee einer "Entstehung der Singularität aus dem Nichts" (auch ungenau, denn Entstehung setzt eine zeitliche Entwicklung voraus, doch die Zeit wäre ja mit der Singularität erst entstanden) an sich. Womit die BB-Theorie für diese dann nicht zwingend falsch wäre, sondern lediglich unnötig, da die Prämisse der Ursingulariität nicht gegeben ist (wobei viele Laien den Unterschied gar nicht kennen oder erkennen).

Allerdings gibt es keine andere Theorie, die Hintergrundstrahlung, Rotverschiebung etc. (insbesondere ohne kompletten Bruch mit Rel-Theorie, Quantentheorie etc.) wissenschaftlich besser erklären könnte. Eine Theorie, die das Universum besser erklären könnte, würden seriöse Wissenschaftler natürlich anerkennen. James-Webb wurde vor allem zu dem Zweck gebaut, um mehr Fakten dazu zu erlangen. Diese könnten dann die existierende Theorie(n) untermauern oder falsifizieren.

hologence · Answer

weil die Beobachtung der Expansion, zuerst von Edwin Hubble beobachtet, zurückverfolgt darauf zeigt, und weil Reste der kurz darauf eingetretenen Transparenz bis heute sichtbar sind (nennt sich 2,7K Hintergrund).
Die Vorstellung von einer Explosion ist irreführend. Der Urknall war keine Explosion im Raum, die das Universum in den Raum ausdehnt, sondern eine Singularität, mit der Raum und Zeit erst entstanden sind. Seither dehnt sich der Raum als Ganzes aus, darum ist der "Ort" des Urknalls heute überall, so wie die Galaxien, deren Abstände voneinander sich heute zusammen mit dem Raum vergrößern - eine Bewegung, deren Zurückverfolgung zu Abständen gleich null in der Vergangenheit führt, wobei alle Orte gleichberechtigt sind.

SturerEsel · Answer

Ich war zwar vor 13,8 Milliarden Jahren nicht dabei, aber die Urknall Theorie ist momentan das beste Erklärungsmodell, das wir haben.

Viele Beobachtungen sprechen dafür:

Hintergrundstrahlung: Die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung, auch als kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung bezeichnet, liefert starken Beweis für den Urknall. Diese Strahlung ist ein Überbleibsel des heißen und dichten Frühzustands des Universums und wurde 1965 entdeckt.

Expansion des Universums: Beobachtungen zeigen, dass das Universum sich ausdehnt. Dies bedeutet, dass es in der Vergangenheit kleiner und dichter war, was gut zur Urknalltheorie passt.

Häufige Elemente: Die Theorie erklärt die Entstehung von leichten Elementen wie Wasserstoff und Helium im Universum in den ersten Minuten nach dem Urknall.

Galaxienverteilung: Die Verteilung von Galaxien im Universum und die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung stimmen gut mit den Vorhersagen der Urknalltheorie überein.

Rotverschiebung: Die Beobachtung der Rotverschiebung im Licht von fernen Galaxien zeigt, dass sie sich von uns entfernen, was auf eine Expansion des Universums hinweist.

Wenn jemand glaubt, er hätte eine bessere Theorie, nur zu. Diese neue Theorie braucht dann allerdings eine schlüssige Erklärung für die Beobachtungen, die wir bisher gemacht haben. Siehe oben.

nematode · Answer

Was denkt ihr?Im Forum haben wir mehrere Parteien. Die einen trauen der Wissenschaft ausreichend Kompetenz zu, das zu beurteilen, eine andere Gruppe traut den Astrophysikern überhaupt nicht und die dritte Fraktion beruft sich auf die Bibel oder den Korn.Wenn ich mein Gehirn ein wenig einschalte und die Rotverschiebung als gesichert hinnehme, bleibt aus meiner Sicht nichts anderes übrig, als dass das Universum aus einem Punkt heraus entstanden sin muss.

Littlethought · Answer

Es ist noch nicht mal klar, was mit Big Bang in der Fragestellung genau gemeint ist. Dass das Universum mal einen quasi überdichten Zustand hatte, dafür gibt es Belege.
Aber: Big Bang wird meist als Extrapolation der Beobachtungen bezeichnet. Diese Extrapolation führt am rückwärtigen Ende zu einem Zustand der als Singularität bezeichnet wird und mit den vorhandenen mathematisch-physikalischen Kenntnissen nicht beschreibbar ist oder als widersprüchlich erscheint. Die Kosmologen versuchen deshalb das Modell so zu verändern, dass es zumindest die Darstellung einer möglichen physikalischen Entwicklung ist. Grundsätzlich gibt es in der Physik nie die Möglichkeit die Übereinstimmung eines Modells mit der Realität zu beweisen. Beweise gibt es nur in der Mathematik.

Gab es einen BigBang?

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