Gibt es etwas wie ein leerer Raum? wenn dies Leer sein könnte, was macht den zu einem Raum? Leer von Energie Leer von Materie, bleibt er dann als Raum erhalten?

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8 Antworten

Dass sich unser Universum ausdehnt, hat jeder halbwegs gebildete Mensch mitbekommen. Unter

https://de.wikipedia.org/wiki/Urknall

steht ein wichtiger Satz:

"Der „Urknall“ bezeichnet keine Explosion in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit..."

Der Begriff RAUM ist untrennbar an Masse gebunden. Aus E=m*c² wissen wir, dass auch Energie (Strahlung; Gravitationsfelder) untrennbar mit Masse verbunden ist. Das Gravitationsgesetz besagt, wie die Kraft mit dem Abstand zur Masse abnimmt:

F ~ 1/r²

Theoretische Mathematiker würden sagen, dass es also unendlich weit reicht.

Physiker wissen aber, dass es mit den

https://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten

Grenzen gibt, da man Dinge (allg. Energie, Elementarteilchen) nicht unendlich weiter zerkleinern kann. Neben dieser Begrenzung ist die Lichtgeschwindigkeit eine weitere Begrenzung: da sich Felder auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können, ist außerhalb unseres Universums einfach noch nichts hingekommen, weil die Zeit noch nicht "ran" ist.

Nach aktuellem Wissenstand (Wiki) hat unser Weltraum ein Radius von über 45 Mrd. Lichtjahren (über genauen Wert kann man streiten). Dahinter ist NICHTS, weil dort durch die Masse auch noch kein Raum gebildet wurde.

Anders sieht es aus mit https://de.wikipedia.org/wiki/Filamente_und_Voids

also extrem große "Leerräume", wo sich nichts zu befinden scheint. Bei genauer Betrachtung gibt es dort aber Felder jeglicher Art: Elektromagnetische & Gravitations-F. -> weil genug Quellen herum existieren.

Finde ich gut, dass und wie du dir Gedanken über das Thema machst.

Das ist nämlich ein schweres Verständnisproblem im Zusammenhang mit der Urknalltheorie.

Es gibt Raum, der - quantenmechanische Effekte mal außen vor gelassen - leer ist. Er ist allein durch seine - abstrakten - Grenzen definiert. In diesem Raum ist nichts.

Allgemeinverständlich sagt man sich, das ist (das) Nichts.

Wenn man sich mit dem Urknall auseinandersetzt, dann stellt man fest, dass "vor" dem Urknall der Raum nicht nur leer war, sondern dass es noch nicht mal einen Raum gegeben hat (und dass es gar kein "vor" gegeben hat).

Das kann einem bei einem Glas Rotwein schonmal etwas Kopfschmerzen bereiten.

Der leere Raum - in unserem Verständnis Nichts - ist schonmal irgendetwas mehr als Nichts.

Ich hab da so eine hinkende Analogie:

Eine leere Lagerhalle im Vergleich zu einer leeren Lagerhalle, die nie gebaut wurde und nicht einmal geplant war.

Treffender wäre hier vielleicht: Ein Platz, auf dem man eine Lagerhalle bauen könnte, und überhaupt kein Platz.

Ah also nochmal etwas ausführlicher :-)..

Ein Raum frei von Teilchen gibt es in der Theorie. Sobald Teilchen weiter voneinander entfernt sind wie ihr eigener Ereignishorizont - bleibt alles stehen da nichts mehr passiert. Es gäbe kein "Licht" mehr - resp keine Strahlung.. und auch keine messbare Zeit.

Trotzdem wäre es immer noch ein Raum  - Da Raum nur ein Begriff ist für ein begrenztes Volumen. Sobald wir also 3 Dimensionen oder mehrere haben - kann man mittels Koordinaten einen Raum bestimmen - Völlig unabhängig womit dieser Raum gefüllt ist. 

Nicht ganz. ''Die Frage nach dem absolut leeren Raum ist bis heute in der Physik ungelöst; laut Quantenmechanik werden im Vakuum ständig virtuelle Teilchen erzeugt und wieder vernichtet. Ferner wird zumeist nur die Abwesenheit von Materie für ein Vakuum betrachtet; elektromagnetische Strahlung oder andere physikalische Eigenschaften/Phänomene dürfen - auch in hoher Dichte - präsent sein.''

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@nopainnogain19

Desshalb sagte ich in der Theorie - Jeh nach Model ist ein Raum berechenbar wie den von mir beschriebenen. Darin ist nicht "Nichts" sondern eben die Ausdehnung so gross, dass sich Teilchen nicht mehr gegenseitig beinflussen können. Jegliche Strahlung käme zum erliegen .. und auch die Zeit würde stehenbleiben. Trotzdem ist es immer noch nicht "NICHTS" :-) und desshalb kann ein Raum immer noch beschrieben werden. 

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@AndyG66

Es gibt kein absolutes nichts. Selbst im absoluten Vakuum gibt es energieschwankungen, wodurch virtuelle Teilchen entstehen können. Licht kommt da ganz bestimmt nicht zum erliegen.

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@nopainnogain19

Du widersprichst dir gerade selber..  laut dir ist die Frage nach dem leeren Raum in der Physik ungelöst :-)  Und meine Antwort ist eine der Theorien welche eben an einer Lösung arbeiten :-)

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@nopainnogain19

Dann berechne mal was ausserhalb des Ereignishorizontes unseres sich ständig ausdehnenden Universums befindet :-)

Deine erste Antwort war schon die richtige. Man weiss es noch nicht. Es gibt Theorien. Und eine davon ist eben die von mir erklärte. Die lässt sich zumindest berechnen. Wo Teilchen keinen gemeinsamen Ereignishorizont mehr haben - gäbe es keine Energie und keine Masse und keine Zeit. 

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@AndyG66

Wie soll man einen Raum berechnen, bei dem man die Grenzen nicht kennt? Nur weil man sie nicht kennt, heisst es nicht, dass sie nicht existieren. Wie gesagt: es gibt Virtuelle Teilchen. Würde es die nicht geben, wären all diese Theorien übers Universum falsch. Dann müsste man die Relativitätstheorie und alle anderen, ''überarbeiten''. Heisenberg hätte auch unrecht. Also, wem glaube ich wohl eher, dir, oder den grossen Physikern unserer Zeit? 


Klar sind das nur Theorien. Aber die eine ist halt wahrscheinlicher als die andere. Oder glaubst du an die Stringtheorie und dass wir 11 Dimensionen haben?


Und was sich ausserhalb befindet? Die Frage ist ein Widerspruch. Es gibt noch kein ''ausserhalb''. Der Raum ist gar noch nicht entstanden, also ist der Raum auch nicht leer. So einfach.

Die Frage ist so sinnlos wie ''was war vor dem Urknall''. Es gab kein zeitliches ''vor'', da die Zeit mit dem Urknall entstand.

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@nopainnogain19

Das eine schliesst ja das andere nicht aus..  innerhalb eines Raumes wie den beschriebenen könnte eben gerade durch spontan entstehende "virtuelle" Teilchen..welche innerhalb des Ereignishorizontes anderer Teilchen enstehen .  Gravitation, Masse und Zeit beginnen.

Die grosse Herausforderung lautet immer noch die Relativitäts Theorie mit der Qantenmechanik zu vereinen! Entgegen was du oben sagst - sind die noch nicht zu 100% unter einem Hut! Desshalb ja die Uneinigkeit und die verschiedenen Modelle.

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@nopainnogain19

"

Und was sich ausserhalb befindet? Die Frage ist ein Widerspruch. Es gibt noch kein ''ausserhalb''. Der Raum ist gar noch nicht entstanden, also ist der Raum auch nicht leer. So einfach.
"

So einfach ist es eben halt nicht :-)

In der Speziellen Relativitäts Theorie ist der Raum nicht von physikalischen Vorgängen innerhalb seines Volumens abhängig - in der Allgemeinen Relativitäts Theorie hingegen ist der Raum von der Gravitation resp der Raumkrümmung abhängig. 

Wie du siehst kann man sehr wohl auch einen Raum mittels der Speziellen Relativitätstheorie beschreiben, welcher ausserhalb unseres bekannten Universums liegt. 

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@AndyG66

Relativitätstheorie und Quantentheorie sind keine widersprüche, sie ergänzen sich und helfen dabei, sich einander zu verstehen.

''In der Speziellen Relativitäts Theorie ist der Raum nicht von physikalischen Vorgängen innerhalb seines Volumens abhängig - in der Allgemeinen Relativitäts Theorie hingegen ist der Raum von der Gravitation resp der Raumkrümmung abhängig. ''

Das ist so richtig, trotzdem hat es nichts mit dem Raum zu tun, welches nicht existiert. Eine Raumkrümmung entsteht nur, wenn es  Masse in einem Raum gibt. Somit ist der Raum definiert und nicht leer. 

Zeiten „vor“ dem Urknall und Orte „außerhalb“ des Universums sind physikalisch nicht definierbar.

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@nopainnogain19

Zeiten vor dem Urknall nicht - Räume ausserhalb des uns bekannten Universums (so habe ich es formuliert) eben schon. 

Dazu gibt es unzählige Modelle - wo eben die spezielle Relativitäts Theorie noch greift - die Allgemeine aber nicht, da dort Zeit unweigerlich an Raumkrümmung gebunden ist. Desshalb habe ich dies ja erwähnt :-)

"Relativitätstheorie und Quantentheorie sind keine Widersprüche, sie ergänzen sich und helfen dabei, sich einander zu verstehen.
"
Habe ich etwas anderes gesagt? :-)...  Trotzdem fehlt eine Einheitstheorie welche zu 100% Quantenmechanik, Thermodynamik, und Relativitätstheorie verbindet. Dies ist bis jetzt nicht gelungen! 

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@AndyG66

"
Zeiten „vor“ dem Urknall und Orte „außerhalb“ des Universums sind physikalisch nicht definierbar.
"

Dies ist eine Behauptung :-)

Zum Glück gibt es viele Physiker welche an Modellen für die "Zeit" vor dem Urknall arbeiten :-)..  

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Hallo! Saugt man alle Materie aus einem Behälter - was bisher nicht ganz funktioniert - so hat man einen leeren Raum - und er bleibt ein solcher. 

Ich wünsche Dir ein gutes und schönes Wochenende.

Raum ist eine Frage der Dimension, nicht dessen, was darin ist.

Und Dunkelheit ist nicht 'die Leere vom Licht', sondern die Abwesenheit von Licht einer Wellenlänge, die wir auch wahrnehmen können. Wie man dir schon in deiner anderen Frage erklärt hat.

Die Frage nach dem absolut leeren Raum ist bis heute in der Physik ungelöst; laut Quantenmechanik werden im Vakuum ständig virtuelle Teilchen erzeugt und wieder vernichtet. Ferner wird zumeist nur die Abwesenheit von Materie für ein Vakuum betrachtet; elektromagnetische Strahlung oder andere physikalische Eigenschaften/Phänomene dürfen - auch in hoher Dichte - präsent sein.

Ein Raum definiert sich durch seine Grenzen, nicht durch seinen Inhalt.

Die Hawkingsstrahlung ensteht im "leeren" Raum jenseits des Ereignishorizontes von schwarzen Löchern. Ein Teilchen fällt ins schwarze Loch, das andere "entflieht" und bildet gerade den Ereignishorizont - resp ist die Grenze zu unserer Raumzeit. 

Diese Theorie wird von vielen namhaften theoretischen Physiker unterstützt.

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leer von materie

Also ein Mensch kann sich garnicht vorstellen dass es nichts gibt.

Hier ein Interessantes Video, hab ich erst gestern gesehen: 

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