Welche Widersprüche sind dir in der Kosmologie aufgefallen?
Mir ist aufgefallen, dass es Leute gibt, welche den Ursprung des Universums, mit der Existenz des Universums begründen.
Sie sagen, dass alles mit Naturgesetzen erklärt werden kann.
Und so ist das nicht, da man die Entstehung des Universums nicht mit den Gesetzen des Universums erklären kann.
Wäre das möglich, könnte man erklären, wie man ein neues Universum erschaffen kann.
Hier reden sich aber viele aus, indem sie auf hypothetische Zukunftsszenarien verweisen und sagen, nur weil wir es noch nicht wissen, meint das nicht, dass wir es nie wissen werden.
Und ja, aber genauso gültig ist, dass wenn wir es nun nicht wissen, es genauso sein kann, dass wir es nie wissen werden.
Ich finde es auch komisch, dass man mit einer Rakete in den Weltraum fliegt, wo es ganz andere Bedienungen gibt, aber dennoch, mit derselben Maschine, weiter kommt.
Im Universum soll es ein Vakuum geben.
Die Raketen, welche wir nutzen, die brauchen aber einen Rückstoß, sodass sie von A nach B fliegen.
Wenn es im Weltraum keinen Rückstoß gibt, wie kann dann eine Rakete mit einem Rückstoßtriebwerk dann einen Rückstoß erlangen?
Man sagt auch, dass der Raum sich vergrößert, wobei man nicht feststellen kann, ob der existierende Raum sich erweitert oder neuer Raum hinzukommt.
Was soll das aber sein, worin sich der Raum erweitert?
Wir glauben auch, dass das Universum 13,8 Mrd. Jahre alt ist, wobei wir das von der Distanz auslegen, welche wir einsehen können.
Nichts davon verbietet es, dass das Universum 10000 Mal so alt ist, sondern jenes sagt nur aus, dass das, was wir sehen, 13,8 Mrd. Jahre alt sein kann.
Aber auch hier ist es der Fall, dass wir die Gegebenheit, als ein Ultimatum darstellen, ohne belegen zu können, es wäre die einzige Wahrheit.
7 Antworten
Wenn es im Weltraum keinen Rückstoß gib
ein wirklich nicht boshaft, sondern ehrlich gut gemeinter ratschlag:
bevor du dich mit kosmologie beschäftigst, solltest du vielleicht zuerst einmal die absoluten grundlagen der klassischen mechanik nachholen.
Hallo JuliaWint,
gehen wir die "Fragen" mal der Reihe nach durch.
Mir ist aufgefallen, dass es Leute gibt, welche den Ursprung des Universums, mit der Existenz des Universums begründen.
Naja. Entscheidend ist bei Fragen zum Universum nicht, was Dir irgendwelche Leute sagen, sondern was die Physik sagt.
Und so ist das nicht, da man die Entstehung des Universums nicht mit den Gesetzen des Universums erklären kann.
Unsere Physik und unsere Naturgesetze entstehen beim Urknall. Eine Begründung für das Postulat eines "Gottes" (welchen auch immer) ergibt sich daraus allerdings halt auch nicht.
Im Universum soll es ein Vakuum geben.
Die Raketen, welche wir nutzen, die brauchen aber einen Rückstoß, sodass sie von A nach B fliegen.
Wenn es im Weltraum keinen Rückstoß gibt, wie kann dann eine Rakete mit einem Rückstoßtriebwerk dann einen Rückstoß erlangen?
Da hast Du das mit dem Rückstoß nicht richtig verstanden.
Entscheidend beim Raketenantrieb ist nie die Abstoßung an Molekülen außerhalb der Rakete, auch in der Atmosphäre der Erde nicht.
Der Rückstoß, der die Rakete antreibt, entsteht im Innern der Rakete. Das Treibgas wird gezündet und will sich ausdehnen. Raus kann es nur nach hinten, was eine starke Beschleunigung der Treibstoffteilchen nach hinten bewirkt. Nach dem guten alten Newton (Actio = Reactio) üben die Treibstoffteilchen dabei dieselbe Kraft auf die Rakete aus, nur in die entgegengesetzte Richtung.
Das Ganze passiert also im Innern der Rakete. Deswegen ist es der Rakete völlig wurscht, dass im Weltall Vakuum herrscht. (Während zum Beispiel ein Jetantrieb wie beim Flugzeug im All nicht funktioniert.)
Man sagt auch, dass der Raum sich vergrößert, wobei man nicht feststellen kann, ob der existierende Raum sich erweitert oder neuer Raum hinzukommt.
Naja dazu hast Du ja erst eine Frage gestellt. Ich verlinke Dir mal meine Antwort von dort. Einfach mal lesen...
Was soll das aber sein, worin sich der Raum erweitert?
Das Universum dehnt sich in sich selbst aus. Es passiert etwas im Universum, ein "Außen" ist dafür nicht notwendig. Das Universum dehnt sich nicht in etwas hinein, es expandiert in sich selbst.
Wir glauben auch, dass das Universum 13,8 Mrd. Jahre alt ist, wobei wir das von der Distanz auslegen, welche wir einsehen können.
Nein, sorry, das hat mit Glauben nichts zu tun. Wissenschaft glaubt nicht. Wir haben Daten, die unsere Modelle bis ins nur Sekunden alte Universum testen - und bestätigen.
Der wichtige Punkt dabei ist, dass man zuerst gerechnet hat: Die Argumentation läuft so: "Wenn das Universum im Urknall entstanden ist, dann müssen dabei diese und jene Bedingungen geherrscht haben. Wenn dies tatsächlich der Fall war, dann müssen wir deshalb Folgendes beobachten..." Und dann eine quantitative Vorhersage, berechnet aus obiger Abbahme.
Solche Rechnungen wurden beispielsweise in den 1940ern von Teilchenphysikern durchgeführt und sie lieferten die Vorhersage: "... dann müssen wir deshalb eine aus allen Richtungen kommende, gleichmäßige Mikrowellenstrahlung messen, die einer Temperatur von unter 4 K entspricht." Diese Hintergrundstrahlung wurde 20 Jahre später exakt so bestätigt. Ein anderes Beispiel für eine erfolgreiche Vorhersage wäre die Verteilung der Häufigkeiten der leichten Elemente.
Nichts davon verbietet es, dass das Universum 10000 Mal so alt ist, sondern jenes sagt nur aus, dass das, was wir sehen, 13,8 Mrd. Jahre alt sein kann.
Wir wissen (!), dass sich unser Universum seit rund (!) 13,8 Milliarden Jahren aus einem sehr dichten und heißen Anfangszustand heraus ausdehnt. Nein, unser Universum dehnt sich nicht schon 10 000 mal länger aus. Das widerspricht klar den Beobachtungsdaten.
Dass Du das für "Glauben" hälst, liegt daran, dass Du Dich nie mit allen diesen Beobachtungsdaten aus den letzten 100 Jahren beschäftigt hast, die diesen Aussagen zugrunde liegen. Das ist aber nicht die Schuld der Physiker.
Nichts von dem, was Du da aufzählst, sind Widersprüche in der Kosmologie. Es sind Verständnisprobleme Deinerseits. Sorry, wenn ich das so deutlich sage, ist nicht böse gemeint. Aber der Raketenantrieb ist hierfür das beste Beispiel...
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Echte offene Fragen in der Kosmologie sehen ganz anders aus - etwa wenn wir rätseln, warum wir im jungen Universum und im späten Universum minimal verschiedene Werte für den Hubble-Parameter messen (73 bzw. 67 km/sMpc). Diese Diskrepanz ist momentan auch schon der größte Widerspruch und damit die dringlichste Frage in der Kosmologie.
Unsere Physik und unsere Naturgesetze entstehen beim Urknall. Eine Begründung für das Postulat eines "Gottes" (welchen auch immer) ergibt sich daraus allerdings halt auch nicht.
Gemeint ist offenbar:
Alles, was Physik uns sagt, bezieht sich auf Zustände der durch Menschen (heute) beobachtbaren Region des Weltalls, wie sie ab dem Urknall vorlagen.
Mir scheint wichtig, festzuhalten, dass selbst Physik nicht ausschließen kann, dass letzte Ursache sämtlicher Naturgesetze mathematische (und damit zeitlos gültige) mathematische Gesetze sein könnten (mit eingeschlossen solche, die wir nicht kennen und vielleicht — als Menschheit — auch nie entdecken werden).
Damit kann man natürlich auch nicht ausschließen, dass — was wir Menschen uns unter "Gott" vorstellen — tatsächlich einfach nur die Summe aller uns bekannten und unbekannten mathematischen Wahrheiten sein könnte (in ihrer Rolle als einzig tatsächlich ursächliches Naturgesetz: ein Gesetz, das zeitlos gültig und unumgehbar ist).
Interessant. Früher hatte ich auch dieses Problem mit dem Rückstoßantrieb (ich dachte, man bräuchte eine Atmosphäre dazu, ähnlich wie man beim Startsprung beim Schwimmen eine feste Unterlage zum "Abstoßen" braucht). Aber erst später wurde mir klar, dass man keine Atmosphäre dazu braucht, es genügt einfach die Ausdehnung der Gase im Verbrennungsraum, die nach hinten entweichen.
Das ist wie bei einem aufgeblasenen Luftballon: lässt man die Öffnung offen, entweicht Luft nach hinten und der Ballon fliegt nach vorne. Das würde auch in einem Vakuum ähnlich funktionieren, alleine die Ausdehnung der Luft genügt.
Und die Rakete braucht diesen Antrieb nur zur Beschleunigung.
Hat sie einmal im Vakuum (angenäherten Vakuum) eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, bleibt sie gemäß Newton dabei (es sei denn, ein Gravitationsfeld eines Planeten, einer Sonne usw. interagiert). Dann fliegt sie quasi "unendlich" in diese Richtung weiter...
Übrigens: man mischt ein Oxidationsmittel (enthält Sauerstoff) zu dem Treibstoff (z.B. Hydrazin). "Aufgrund seiner hochreaktiven Eigenschaften verwendet man Hydrazin vor allem als Raketentreibstoff, der mit den Oxidatoren Distickstofftetroxid oder Salpetersäure eine hypergole
Treibstoffkombination bildet"
N2H4 (Hydrazin) + N2O4 (Distickstofftetroxid)
Aber erst später wurde mir klar, dass man keine Atmosphäre dazu braucht, es genügt einfach die Ausdehnung der Gase im Verbrennungsraum, die nach hinten entweichen.
Hast du schon mal was vom Impulserhaltungssatz gehört ;-)
Die Sache mit der Rakete haben dir schon andere erklärt. Es bleibt deine interessante Frage: Wie alles wurde?
Du stellst die schwierigste Frage der Welt. Es gibt Theorien wie aus dem Nichts etwas entstanden ist, nämlich durch Quantenfluktuationen.
Raum-Zeit-Bläschen können sich spontan bilden. „Wenn man Raum und Zeit ,quantisiert’, dann fluktuieren sie“, sagt Krauss. „Man kann virtuelle Raumzeit genauso erzeugen wie virtuelle Partikel.“ Dann stehen wir vor einer Situation, in der es keine Materie im Raum gibt – und noch nicht einmal Raum, argumentiert der Physiker. „Das ist deutlich näher am Nichts.“
Kein Raum, keine Zeit, keine Materie. Mehr, besser: weniger, geht kaum. Eine Raum-Blase im Quantenformat könnte der Keim des Universums gewesen sein und sich während des Urknalls rasch ausgedehnt haben, nehmen Theoretiker wie Alan Guth vom Massachusetts Institute of Technology an.
Aber die meisten Kosmologen gehen heute davon aus, dass der sogenannte Urknall nur eine Episode in einem Universum ist, das unendlich in Vergangenheit und Zukunft reicht. Zu nennen sind hier insbesondere Steinhardt und das zyklische Ekpyrotische Universum. Auch das kosmologische Modell von Bojowald geht von einem zyklischen Universum aus. D.h. möglicherweise hat es niemals Nichts gegeben. Selbst die biblische Schöpfungsmythologie geht von einer unverursachten Materie aus, nämlich Wasser. Lies es einfach mal nach. Besonders interessant finde ich die Schöpfungsmythologie der Hawaiianer, denn die fängt mit einer Zeitenumkehr an (Martin Bojowald lässt grüßen).
Hier einige Zitate zu den kosmologischen Modellen der Theoretischen Physiker und Philosophen:
http://www.astronomie.de/bibliothek/artikel-und-beitraege/universum/der-ur-knall/
"Das Universum bestand vor dem Urknall aus zwei perfekt flachen vierdimensionalen Ebenen. Eine dieser Ebenen ist unser Universum, die andere ist ein unsichtbares Paralleluniversum", erklärt Paul Steinhardt. "Vor etwa 15 Milliarden Jahren unserer Zeitrechnung ist es zu zufälligen Fluktuationen in diesem Begleituniversum gekommen, was dazu führte, dass es verzerrt wurde und mit unserem Universum in Kontakt trat." Genau diese Berührung hat Steinhardts Ansicht nach den Urknall verursacht. Durch den Zusammenprall beider Welten setzten sich ungeheure Energiemengen frei, die sich zur Materie und Energie unseres Universums verdichteten. "Flach plus flach bleibt flach. Ohne die Kollision den beiden flachen Membranen wäre unser Universums nicht so flach", lautet Steinhardts prägnante Formel.
Ging die Theorie bislang davon aus, dass die Zeit vor dem Urknall nicht zu definieren sei, da sie ja mit demselben entstanden sei, so setzen die Forscher jetzt andere Prämissen. Die Theorien, die sich dabei herauskristallisieren, sind in doppelter Hinsicht fantastisch. So vermuten etwa die Astrophysiker Richard Gott III und Li-Xin Li von der Princeton University in New Jersey, dass das Universum aus sich selbst entstanden ist. "Wir nehmen an, dass das Universum eher aus irgend etwas als aus dem Nichts entstanden ist. Dieses Etwas war es selbst" sagt Richard Gott III. Demnach ist der Weltraum wie ein Zeitreisender, der in der Vergangenheit immerfort sein eigener Vater wird, in einer zyklischen Zeitschleife gefangen, um sich ständig aufs Neue selbst zu erschaffen.
Nicht minder ungewöhnlich ist die von dem US-Kosmologen Andrei Linde (Stanford-Universität/Kalifornien) postulierte Multiuniversen-Theorie, die manche Experten sogar als "zweite kopernikanische Wende" feiern. Ihr zufolge entstehen aus dem Vakuum durch quantenphysikalische Fluktuationen spontan Raum-Zeit-Blasen, die sich explosionsartig zu einem Universum ausdehnen. Aus zahlreichen Big Bangs sind viele, wenn nicht sogar unendlich viele Baby-Universen mit unterschiedlichen Ausgangsgrößen hervorgegangen. Zu Beginn "existierte" ein instabiles Nichts, das irgendwie zu strahlen begann.
Und hier ganz allgemein zu modernen Kosmologien.
http://www.heise.de/tp/r4/artikel/17/17144/1.html
Eine solche Brücke geschlagen haben beispielsweise die US-Astrophysiker Richard Gott III und Li-Xin Li von der Princeton University in New Jersey schon vor einigen Jahren. Sie glauben, dass das Universum sich selbst kreiert hat. "Wir nehmen an, dass das Universum eher aus irgend etwas als aus dem Nichts entstanden ist", vermutet Richard Gott III. "Dieses Etwas war es selbst." Demnach ist der Weltraum wie ein Zeitreisender, der in der Vergangenheit immerfort sein eigener Vater wird, in einer zyklischen Zeitschleife gefangen, um sich ständig aufs Neue selbst zu erschaffen.
Nicht minder ungewöhnlich ist die von dem russischen Kosmologen Andrei Linde (Stanford-Universität/Kalifornien) entworfene Multiversum-Theorie, die manche Experten sogar als "zweite kopernikanische Wende" feiern. Ihr zufolge entstehen aus dem Vakuum durch quantenphysikalische Fluktuationen spontan Raum-Zeit-Blasen, die sich explosionsartig zu einem Universum ausdehnen. Aus zahlreichen Big Bangs sind viele, wenn nicht sogar unendlich viele Baby-Universen mit unterschiedlichen Ausgangsgrößen hervorgegangen. Zu Beginn "existierte" ein instabiles Nichts, das irgendwie zu strahlen begann. Dabei bildeten sich Millionen kleiner Blasen, von denen sich jede zu einem eigenem Universum aufblähte. Auch das uns vertraute, sichtbare Universum ist danach nicht mehr als eine "Schaumblase" unter vielen.
Dagegen glauben Paul J. Steinhardt (Princeton University) und Neil Turok (Cambridge University), dass der Urknall sich schon seit Ewigkeiten immerfort zyklisch wiederholt. Die beiden US-Astrophysiker vermuten, dass wir in einer vierdimensionalen Membran leben, zu der es ein spiegelbildliches Gegenstück gibt: ein Paralleluniversum. In diesem höherdimensionalen "Haupt-Universum" bildet unser Universum, das eine Raumdimension weniger besitzt, eine "Bran" (abgeleitet von Membran), wobei die zweite "Bran" zu besagtem Schattenuniversum gehört. Kollidieren nun diese beiden "Branes" miteinander, was alle paar Billionen Jahre geschehen soll, entzündet sich ein Urknall.
Diesem neuen Ansatz zufolge existierte unser Universum bereits vor dem Urknall - und zwar in einer negativen Zeitdimension als inverse Kopie seiner selbst, quasi als Spiegeluniversum in einer umgestülpten Zeitdimension. "Das Universum hatte keinen Anfang. Es existierte immer schon", brachte Martin Bojowald vom Max Planck Institut für Gravitationsphysik in Golm bei Potsdam den Kern seiner neuen These jüngst gegenüber dem Wissenschaftsmagazin NewScientist lapidar auf den Punkt.
Hier kannst du mehr über die Kosmologie (Zeitenumkehr) von Martin Bojowald nachlesen:
Der Autor führt Beispiele an, wie man eines Tages durch Beobachtungen herausfinden könnte, ob es eine Zeit vor dem Urknall tatsächlich gibt. Einige Messdaten müssten sich von jenen unterscheiden, die nach den Gesetzen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu erwarten wären. Doch Bojowald weist auch darauf hin, dass wegen der Winzigkeit der Unterschiede so bald nicht mit einer Klärung zu rechnen sei.
Um es mit meinen eigenen Worten zu sagen: Im Grunde ist die Aussage, dass der Mensch immer denkt, Null wäre das Natürliche, aber in Wahrheit ist es Unendlich. Dadurch dass sowohl der Raum als auch die Energie unendlich sind, gibt es eine endliche Energiedichte, die größer oder gleich als null ist. Wenn die Energiedichte null ist, hat sie Fluktuationen ins positive und negative. Diese Fluktuationen schaukeln sich auf, bis etwas passiert.
Die konkurrierende Aussage ist "immer schon dagewesen, aber die Entropie wird je nach Zyklus kleiner oder größer". Belege, Messungen, gibt es ganz wenige. Aber es deutet immer mehr darauf hin, dass das Urknall-Modell nur Teil eines riesigen Ganzen ist.
Ich habe von dieser Art Physik so gut wie keine Ahnung. Ich kann nur Physikalische Chemie und Chemische Physik.
Hallo,
dass das Universum nicht das ist,
für was wir es hielten,
und immer noch gelehrt wird.
Im gewissen Umfang, macht es den Anschein,
dass es so funktioniert wie es unsere "Naturgesetzte",'
erwarten.
Aber je näher wir an die Grenzen kommen,
ober besser hinein arbeiten,
und die Grenzen versuchen zu überschreiten,
merken wir, dass Alles anders ist,
als Einstein und Co. es determiniert haben.
Egal ob es die Quantentheorie ist, oder das Urknallmodell.
Aber darüber mögen sich die jüngeren Generationen,
ihre Köpfe zerbrechen.
Hansi
Bei dem, was du anführst, stellt sich die Frage, woher das kommt.
Dieses Quantenfeld, jenes ist doch etwas, was im Universum existiert.
Gibt es überhaupt Belege, dass das Quantenfeld ohne dem Universum existieren kann?