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Zwei wichtige Fragen zum Verständnis des Lichts/Quantentheorie

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  • Zwei wichtige Fragen zum Verständnis des Lichts/Quantentheorie

    Hallo Leute

    Ich bin neu hier und hab da gleich mal zwei wichtige Fragen.

    Seit einiger Zeit beschäftige ich mich mit Naturwissenschaften einfach aus dem Grund weil ich wissen will, wie die Welt funktioniert. Ein Interessantes Gebiet dabei ist, wie das Licht ensteht und warum ich Farben sehen kann.

    Nach vielen Berichten aus dem Internet und Dokumentationen weiß ich, dass das Licht natürlich von der Sonne in Form von Energie zu uns kommt. Dabei setzt die Kernfusion im Inneren der Sonne Gammastrahlen frei, die dann in tausenden von Jahren an die Oberfläche der Sonne gelangen und während dieser "Reise" so viel Energie verliert, dass sie im Frequenzbereich des Sichtbaren Lichtes erscheint. Dieses Sichtbare Licht trifft also nach etwa 8 Minuten auf der Erde auf. Es heißt, das Wellen mit hoher Frequenz blau erscheinen (z.B. Gammastrahlen) und Wellen mit niedriger Frequenz rot erscheinen (z.B. Röntgenstrahlen). Da die Sonne aber doch nur sichtbares Licht verstrahlt frage ich mich, woher denn nun z.B. die UV-Strahlen kommen.

    Das zum einen, zum anderen ist es mir immernoch ein Rätsel wo denn nun die Farben herkommen da Sichtbares Licht weiß erscheint weil alle Farben zusammen weißes Licht ergeben. Das muss ja heißen, das nur das sichtbare Licht nochmal aus allen Farben besteht. Aber warum?... Die Atmosphäre ist blau. Warum, weil das blaue Licht der Sonne vom Wasserdampf und Staub in der Atmosphäre gestreut wird. Warum denn blaues Licht? Die Sonne strahlt doch Sichtbares Licht ab und keine Gammastrahlen die aufgrund der hohen Frequenz blau sind. Woher kommt also das blaue Licht? Und warum sehe ich es als Blau und nicht als Rot. Vielleicht kann man mir verständlich erklären wie das alles funktioniert.

    Eine andere Frage bezieht sich auf die Quantentheorie. Es heißt, das es keinen absoluten Zeitpunkt null gibt. Es heißt, das man, wenn man etwas teilt, niemals zum Ende kommen würde. Atome bestehen ja aus Elektronen in der Atomhülle und Protonen und Neutronen im Atomkern. Diese wiederum bestehen aus Quarks und Leptonen und diese nochmals aus noch kleineren Teilchen bis man bei der String-Theorie angelangt ist. Irgendwann kommen wir in solche Dimensionen vor, die sich nicht mehr beschreiben lassen, Die Planckwelt. Demnach hat nichts ein absolutes Ende, keinen absoluten Nullpunkt. Angenommen ich betrachte einen winzig kleinen Holzspan auf meiner Fingerkuppe. Ich frage mich nun also wie dieser Holzspan zusammengesetzt ist und komme natürlich zu dem Schluss, dass dieser aus Atomen und den noch kleineren Teilchen bis hin zu den Strings bestehen. Wie gesagt heißt es nach der Quantenmechanik, dass es keinen Aboluten Nullpunkt gibt und es irgendwann einen unscharfen Bereich gibt. (Stimmt das? Unschärferelation?) Wenn ich mir diesen Holzspan aber ansehe, dann sehe ich ja Umrisse und sein Ende. Das heißt es muss einen absoluten Nullpunkt geben. Anders gesehen oder logisch betrachtet muss aber ein Teilchen nochmal aus einen Teilchen bestehen und dieses wiederum muss ja auch aus irgendetwas bestehen. Aber irgendwo muss ja ein Ende sein weil ich ja wie gesagt, das Ende sehen kann...

    Ich kann viel Müll zusammengeschrieben haben aber das zeigt nur, dass ich irgendetwas nicht verstanden habe. Vielleicht kann mir jemand helfen.

    lg
    Zuletzt geändert von physX; 15.02.2010, 15:45.

  • #2
    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Nach vielen Berichten aus dem Internet und Dokumentationen weiß ich, dass das Licht natürlich von der Sonne in Form von Energie zu uns kommt. Dabei setzt die Kernfusion im Inneren der Sonne Gammastrahlen frei, die dann in tausenden von Jahren an die Oberfläche der Sonne gelangen und während dieser "Reise" so viel Energie verliert, dass sie im Frequenzbereich des Sichtbaren Lichtes erscheint. Dieses Sichtbare Licht trifft also nach etwa 8 Minuten auf der Erde auf. Es heißt, das Wellen mit hoher Frequenz blau erscheinen (z.B. Gammastrahlen) und Wellen mit niedriger Frequenz rot erscheinen (z.B. Röntgenstrahlen).
    jein. Wellen mit hoher Frequenz sind blau, aber sie entprechen keinen Gammastrahlen, ebenso entsprechen Wellen mit niedrigerer Frequenz, also rotes Licht, keinen Röntgenstrahlen. Man muss hier genauer angeben, wie hoch hoch ist und wie niedrig niedrig. Sichtbares Licht hat Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometer (nm). Wellenlängen am unteren Ende des Bereichs erscheinen blau, Wellenlängen am oberen Ende rot. Röntgenstrahlen haben nun Wellenlängen, die deutlich kleiner sind, von 10 nm an abwärts. Gammastrahlen haben noch viel kürzere Wellenlängen, unterhalb von 0,01 nm. Kürzere Wellenlängen bedeuten höhere Frequenz (Frequenz = Lichtgeschwindigkeit / Wellenlänge), deswegen hat blaues Licht eine höhere Frequenz als rotes, Röntgenstrahlen eine höhere Frequenz als blaues Licht, Gammastrahlen eine höhere Frequenz als Röntgenstrahlen.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Da die Sonne aber doch nur sichtbares Licht verstrahlt frage ich mich, woher denn nun z.B. die UV-Strahlen kommen.
    nun, sie sendet nicht nur sichtbares Licht aus, sondern auch UV (liegt zwischen sichtbaren Licht und Röntgenstrahlen, also Wellenlängen zwischen 10 nm und 400 nm) und auch Röntgenstrahlen. Nur ist die Strahlungsintensität auf diesen Frequenzen viel niedriger als im sichtbaren Bereich. Die Sonne ist in guter Näherung ein schwarzer Strahler mit einem Planckschen Spektrum:

    Plancksches Strahlungsgesetz ? Wikipedia

    Für eine Oberflächentemperatur von 6000 K liegt das Strahlungsmaximum im Gebiet des sichtbaren Lichts, es sind aber auch höhere Frequenzen bzw. niedrigere Wellenlängen enthalten.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Das zum einen, zum anderen ist es mir immernoch ein Rätsel wo denn nun die Farben herkommen da Sichtbares Licht weiß erscheint weil alle Farben zusammen weißes Licht ergeben. Das muss ja heißen, das nur das sichtbare Licht nochmal aus allen Farben besteht. Aber warum?...
    weißes Licht enthält alle Wellenlängen aus dem Bereich zwischen 400 und 700 nm. Licht, das nur einen Teil der Wellenlängen enthält, erscheint nicht mehr weiß, sondern farbig. Licht, wo nur Wellenlängen um 400 nm drin sind, erscheint blau/violett, Licht, das nur Wellenlängen um 700 nm enthält, erscheint rot.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Die Atmosphäre ist blau. Warum, weil das blaue Licht der Sonne vom Wasserdampf und Staub in der Atmosphäre gestreut wird. Warum denn blaues Licht? Die Sonne strahlt doch Sichtbares Licht ab und keine Gammastrahlen die aufgrund der hohen Frequenz blau sind.
    die Streuung des Lichts ist wellenlängenabhängig. Licht mit 400 nm wird stärker gestreut als Licht mit 700 nm.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Woher kommt also das blaue Licht? Und warum sehe ich es als Blau und nicht als Rot.
    die Farbwahrnehmung in der menschlichen Netzhaut und im Sehzentrum des Gehirns ist wieder ein ganz anderes Thema, das geht eher in den Bereich der Physiologie als der Physik.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Eine andere Frage bezieht sich auf die Quantentheorie. Es heißt, das es keinen absoluten Zeitpunkt null gibt. Es heißt, das man, wenn man etwas teilt, niemals zum Ende kommen würde.
    das beides wäre mir neu. Die Quantentheorie besagt nicht, dass man nicht Ereignisse durch Orts- und Zeitkoordinaten beschreiben könnte, wobei als Zeitkoordinaten auch t=0 vorkommen darf. Sie sagt auch nichts über eine unbegrenzte Teilbarkeit aus. Wie kommst du darauf?

    An der Sache mit der Zeit könnte was dran sein, wenn es nicht um die gewöhnliche Quantentheorie, sondern um die Quantengravitation geht, also die Kombination der Quantentheorie mit der allgemeinen Relativitätstheorie (ART). Letztere beschreibt die Gravitation als Krümmung der Raumzeit - wenn man das dann quantisieren will, kommen da einige Effekte auf die Struktur der Raumzeit heraus.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Atome bestehen ja aus Elektronen in der Atomhülle und Protonen und Neutronen im Atomkern. Diese wiederum bestehen aus Quarks und Leptonen und diese nochmals aus noch kleineren Teilchen bis man bei der String-Theorie angelangt ist. Irgendwann kommen wir in solche Dimensionen vor, die sich nicht mehr beschreiben lassen, Die Planckwelt.
    also doch die Quantengravitation. Das ist wie gesagt nicht die gewöhnliche Quantentheorie, sondern deren Kombination mit der ART. Dazu gibt es bislang keine abgeschlossene Theorie, zwei Kandidaten hierfür sind die von dir schon genannte Stringtheorie sowie die Loop-Quantengravitation. Letztere besagt, dass neben der Materie auch Raum und Zeit selbst eine körnige Struktur besitzen, d.h. es gibt keine beliebig kleinen Abstände in der Natur. Das wäre dann eher das Gegenteil von unbegrenzter Teilbarkeit.

    Von der anderen Theorie, der Stringtheorie, gibt es Varianten, die eine sogenannte Dualität bezüglich Größenskalen aussagen. Demnach sind sehr große Skalen "dual" zu sehr kleinen Skalen. Dreh- und Angelpunkt ist wie bei der Loop-Quantengravitation die Planck-Länge von 10^-33 cm. Während bei der Loop-Quantengravitation keine Abstände kleiner als die Planck-Länge in der Natur vorkommen, sind in den dualen Stringtheorie-Varianten Abstände oberhalb und unterhalb der Planck-Länge zueinander dual. Das könnte vielleicht mit der von dir genannten unbegrenzten Teilbarkeit gemeint sein.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Demnach hat nichts ein absolutes Ende, keinen absoluten Nullpunkt.
    damit könnten die kosmologischen Modelle gemeint sein, die sich aus der Stringtheorie wie auch aus der Loop-Quantengravitation ableiten lassen. Während es in der auf der ART basierenden Urknalltheorie eine Anfangssingularität, den Urknall, gibt, an dem die Materiedichte und die Krümmung der Raumzeit unendlich groß waren, und die den Ausgangspunkt der heute beobachteten kosmischen Expansion darstellt, kommen die auf der Stringtheorie und der Loop-Quantengravitation aufbauenden kosmologischen Modelle ohne Singularität, ohne einen Zustand unendlich großer Dichte aus. Das könnte mit dem Nichtexistieren eines absoluten Zeitpunktes null gemeint sein.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Angenommen ich betrachte einen winzig kleinen Holzspan auf meiner Fingerkuppe. Ich frage mich nun also wie dieser Holzspan zusammengesetzt ist und komme natürlich zu dem Schluss, dass dieser aus Atomen und den noch kleineren Teilchen bis hin zu den Strings bestehen. Wie gesagt heißt es nach der Quantenmechanik, dass es keinen Aboluten Nullpunkt gibt und es irgendwann einen unscharfen Bereich gibt. (Stimmt das? Unschärferelation?)
    die Unschärferelation ist wieder ein Effekt der gewöhnlichen Quantentheorie, die hat mit der Quantengravitation nichts zu tun. Die Unschärferelation sagt z.B. aus, dass der Aufenthaltsort eines Elektrons in einem Atom nicht wohldefiniert sein kann, da sonst die Ortsunschärfe des Elektrons sehr niedrig wäre, was eine hohe Impulsunschärfe zur Folge hätte, die wiederum zu einer hohen mittleren kinetischen Energie des Elektrons führen würde, aufgrund derer das Elektron nicht mehr an das Atom gebunden werden könnte, da die elektrische Anziehung zwischen Atomkern und Elektron zu schwach wäre.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Wenn ich mir diesen Holzspan aber ansehe, dann sehe ich ja Umrisse und sein Ende. Das heißt es muss einen absoluten Nullpunkt geben.
    du scheinst den Begriff "absoluter Nullpunkt" in sehr unterschiedlicher Weise zu benutzen.

    Zitat von physX Beitrag anzeigen
    Anders gesehen oder logisch betrachtet muss aber ein Teilchen nochmal aus einen Teilchen bestehen und dieses wiederum muss ja auch aus irgendetwas bestehen. Aber irgendwo muss ja ein Ende sein weil ich ja wie gesagt, das Ende sehen kann...
    zum einen gibt es ja, zumindest in der gewöhnlichen Quantentheorie - die Stringtheorie mit ihren Dualitäten lassen wir mal außen vor - ein Ende der Teilbarkeit, schließlich gibt es ja Elemtarteilchen, die nicht weiter teilbar sind, zum anderen folgt aber aus der Tatsache, dass du Umrisse des Holzspans sehen kannst, nicht, dass die Teilbarkeit begrenzt sein muss. Selbst wenn der Holzspan unbegrenzt teilbar wäre, stünde das in keinster Weise im Widerspruch dazu, dass der Holzspan einen Umriss hat. Außerhalb des Umrisses finden sich einfach keine der dem Span angehörenden Teilchen mehr. Das ist völlig unabhängig davon, wie weit die Teilche selbst teilbar sind.

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    • #3
      Zitat von physX Beitrag anzeigen
      Hallo Leute

      Ich bin neu hier und hab da gleich mal zwei wichtige Fragen.

      Seit einiger Zeit beschäftige ich mich mit Naturwissenschaften einfach aus dem Grund weil ich wissen will, wie die Welt funktioniert. Ein Interessantes Gebiet dabei ist, wie das Licht ensteht und warum ich Farben sehen kann.
      Willkommen im SFF.

      Da hast Du dir ja ein sehr interessantes, aber auch schwieriges - oder sollte ich besser sagen anspruchvolles - Interessengebiet ausgesucht. (So, wie ich )

      Zum Thema Licht und elektromagnetische Wellen habe ich mal diesen Link für Dich rausgesucht.
      Elektromagnetisches Spektrum ? Wikipedia
      Da kannst Du schön sehen, wie klein der sichtbare Bereich der elektromagnetischen Wellen, nämlich das Licht, ist (der farbige "Regenbogenbereich").

      Die Darstellung in diesem Link finde ich noch etwas übersichtlicher
      Datei:EM-Spektrum.svg ? Wikipedia

      Zitat von physX Beitrag anzeigen
      Diese wiederum bestehen aus Quarks und Leptonen und diese nochmals aus noch kleineren Teilchen bis man bei der String-Theorie angelangt ist.
      Nun, soweit ich das verstanden habe, bestehen Elementarteilchen, wie Quarks und Leptonen nicht aus jeweils vielen kleineren Teilchen, die wiederum aus Strings aufgebebaut wären, sondern diese Elementarteilchen sind Wellen auf den Strings.

      Jedenfalls verstehe ich die Erklärung in diesem Link so

      Fragen und Antworten 080

      Darin heißt es auszugsweise:
      Nach heutigen Erkenntnissen sind die kleinsten, und damit nicht mehr weiter teilbaren Teilchen aber nicht die Atome sondern Quarks und Leptonen.
      Die Stringtheorie beschreibt Objekte, die man sich bisher als Teilchen vorstellte, als Wellen, die sich auf den Strings fortbewegen.

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      • #4
        Weils thematisch grade zu den kleinsten Teilchen passt mal eine Frage:
        Ich hab vor ca einem Jahr mal was gelesen/gesehen (bin mir nicht mehr sicher) wo es um die "pixelgröße" der Raumzeit ging. Da hat jemand behauptet dass es eine feste Mindestgröße für einen Punkt in der Raumzeit gibt, dabei standen auch die Angaben in cm und Sekunden für die Ausdehnung in den für uns relevanten Dimensionen.
        Leider hab ich das nur noch schwach in meiner Erinnerung, deshalb würde es mich interessieren ob davon noch jemand gehört hat und inwiefern die Werte ernstzunehmen sind.
        Die Realität entspricht leider noch nicht meinem Wissensstand.

        Kommentar


        • #5
          Planck-Länge und Plack-Zeit in der Loop-Quantengravitation

          @Pyrrdacor

          Ich denke, das bezieht sich auf die Loop-Quantengravitation. Agent Scullie erwähnte bereits die Planck-Länge von 10^-33 cm - die kleinste Größeneinheit, die laut der erwähnten Theorie existiert.

          Hier habe ich mal einen Link zu rausgesucht
          Schleifenquantengravitation ? Wikipedia

          Die von Dir vermutlich gesuchten Werte sind in diesem Zitat enthalten:
          Durch die Schleifenquantengravitation wird der Raum als dynamisches quantenmechanisches Spin-Netzwerk beschrieben, das durch Diagramme aus Linien und Knoten anschaulich darstellbar ist. Eine Konsequenz aus dieser Theorie wäre die Quantisierung von Raum und Zeit im Bereich der Planck-Länge (ca. 10^−35 m) bzw. Planck-Zeit (ca. 10^−43 s). Auf diesen Größenordnungen verlöre die Welt ihre im Alltag angenommene Kontinuität, wobei alles quantisiert beschrieben wird, auch die Gravitation.
          Die Werte sind auf jedenfall ernstzunehmen.
          Es sei angemerkt, dass diese Werte extrem klein sind, wie aus folgendem Zitat ersichtlich wird
          Ein Quantenzustand des Raumes wird dabei durch ein Netz von Knoten beschrieben, die mit Linien verbunden sind. Den Knoten werden bestimmte Eigenschaften zugeordnet, die mathematisch denen des Spins von Elementarteilchen ähneln. Jedem Knoten lässt sich in gewissem Sinne ein Elementarvolumen zuordnen. Die Knotenabstände entsprechen der Planck-Länge. Damit enthält ein Kubikzentimeter 10^99 Knoten.
          Zum Vergleich sei erwähnt, dass das sichtbare Universum dagegen lediglich 10^85 Kubikzentimeter enthält.
          Vielleicht gefällt Dir auch diese Link
          http://www.abenteuer-universum.de/diverses/planck.html

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          • #6
            Vielen Dank für den Link und die Einsicht, dass ich Agent Scullie's post wohl nicht genau genug gelesen habe
            Die Realität entspricht leider noch nicht meinem Wissensstand.

            Kommentar


            • #7
              Danke für die ausführliche Antwort @ Agent Scullie.
              Zumindest verstehe ich jetzt mehr wie das mit dem Licht funktioniert.

              Das mit der Quantentheorie muss ich mir wohl noch ein paar mal durchlesen bevor ich das verstanden habe.


              Zitat von Halman Beitrag anzeigen

              Jedenfalls verstehe ich die Erklärung in diesem Link so

              Fragen und Antworten 080
              Dieser Link ist super! Einfache und verständliche Erklärungen.

              Kommentar


              • #8
                Zitat von Pyrrdacor Beitrag anzeigen
                Weils thematisch grade zu den kleinsten Teilchen passt mal eine Frage:
                Ich hab vor ca einem Jahr mal was gelesen/gesehen (bin mir nicht mehr sicher) wo es um die "pixelgröße" der Raumzeit ging. Da hat jemand behauptet dass es eine feste Mindestgröße für einen Punkt in der Raumzeit gibt, dabei standen auch die Angaben in cm und Sekunden für die Ausdehnung in den für uns relevanten Dimensionen.
                Leider hab ich das nur noch schwach in meiner Erinnerung, deshalb würde es mich interessieren ob davon noch jemand gehört hat und inwiefern die Werte ernstzunehmen sind.
                wie Halman schon sagte, war das wahrscheinlich die Loop-Quantengravitation. Nach der hat die Raumzeit auf der Planck-Skala eine diskrete, also körnige Struktur. Die Planck-Skala ergibt sich aus der Kombination der Lichtgeschwindigkeit, dem Planckschen Wirkungsquantum und der Gravitationskonstante:

                Planck-Einheiten ? Wikipedia

                und findet sich auch in anderen Ansätzen zur Quantengravititation, wie z.B. der Stringtheorie. Eine diskrete Struktur der Raumzeit auf der Planck-Skala wird aber erstmal nur von der Loop-Quantengravitation ausgesagt, von der Stringtheorie z.B. nicht.

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                • #9
                  Ein anderes Thema.

                  Ich habe mir folgendes gedacht: Die Urknalltheorie ist falsch und zwar genügt eine einfache logische Tatsache um das zu beweisen. Aus dem Nichts kann nichts entstehen. Es heißt es gab eine "Ursuppe" mit einer einzigen großen Kraft die sich dann in die vier bekannten Naturkräfte aufgeteilt hat. Aber woher soll die Urkraft denn kommen? Es ist logisch, das wenn die Urknalltheorie stimmen sollte irgendetwas dazu geführt haben MUSS was aber nicht funktionieren kann, denn es gab ja nichts...

                  Ich glaube das das Universum schon immer exsistierte und die Expansion nicht auf dem Raum als "Ballon" bezogen sein muss, sondern auf einen Raum der sich in die absolute Leere ausbreitet. Raum definiere ich nicht als eine "Blase" sondern vielmehr als etwas unendliches das mit Materie gefüllt ist und zum Ende hin immer weiter abnimmt, bis nichts mehr vorhanden ist. Die vollkommene Leere eben.
                  Wo hinein solle sich der Raum auch ausbreiten? Das geht nicht und mit ein bisschen Menschenverstand und logischen Denkvermögen ist das auch gar nicht so schwer einzusehen.

                  Wir haben es hier mit etwas zu tun, was wir von vorne bis hinten nicht erklären können. Egal wieviele Theorien wir auch aufstellen, die Dimensionen sind zu groß um es jemals zu begreifen.
                  Dass es einen "Urknall" gegeben hat, sorry aber das ist rein logisch gesehen nicht möglich. Klar - Es wäre DIE Erklärung für alles aber die Theorie scheitert an einer einfachen Feststellung. Und wenn es doch so sein sollte, dann gebt mir ein Agument das mir erklären kann wie aus dem "Nichts" etwas entstehen kann.

                  Kommentar


                  • #10
                    @physX

                    Zu deinem neuen Thema habe ich mal diesen Artikel rausgesucht.

                    Vor dem Urknall: Blick in Gottes letzten Schlupfwinkel - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft

                    Kommentar


                    • #11
                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Ein anderes Thema.

                      Ich habe mir folgendes gedacht: Die Urknalltheorie ist falsch und zwar genügt eine einfache logische Tatsache um das zu beweisen. Aus dem Nichts kann nichts entstehen.
                      das ist zum einen keine "einfache logische Tatsache", sondern erstmal nur ein Postulat, wenn auch ein aus der Alltagserfahrung naheliegendes.
                      Zum zweiten ist es beim Urknall, im Sinne einer Anfangssingularität, mitnichten so, dass da etwas aus nichts entstünde. Denn damit etwas aus nichts entstünde, müsste zeitlich gesehen zuerst nichts da sein, und dann etwas. Wenn es aber eine Anfangssingularität gegeben hat, so ist die Zeit selbst erst aus dieser entstanden. Etwas präziser ausgedrückt: es gibt keine Fortsetzung der Raumzeit über eine Singularität hinaus, da die Krümmung der Raumzeit an einer Singularität unendlich groß wird.

                      Da also die Zeit in einer Anfangssingularität selbst erst ihren Ursprung hätte, gäbe es keinen Zustand, zu dem nichts vorhanden war, auf den dann ein Zustand folgen würde, in dem es mehr als nichts gebe. In Modellen mit Anfangssingularität ist also zu jedem denkbaren Zeitpunkt etwas vorhanden und nicht nichts.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Es heißt es gab eine "Ursuppe" mit einer einzigen großen Kraft die sich dann in die vier bekannten Naturkräfte aufgeteilt hat. Aber woher soll die Urkraft denn kommen? Es ist logisch, das wenn die Urknalltheorie stimmen sollte irgendetwas dazu geführt haben MUSS was aber nicht funktionieren kann, denn es gab ja nichts...
                      das ist das eigentliche Problem bei Modellen mit Anfangssingularität: nicht das etwas aus nichts entstünde, sondern dass irgendwann etwas da war, das keinen Ursprung aus einem zeitlich vorher liegenden Zustand hatte.

                      Mit ein Grund, warum in den letzten Jahrzehnten - etwa seit Anfang der 80er Jahre des 20. Jhdts. - nach kosmologischen Modellen gesucht wird, die ohne Anfangssingularität auskommen. Man kann dabei grob zwei Ansätze unterscheiden: der erste stützt sich wie die Urknall-Theorie auf die ART, setzt aber darauf, dass im fühen Universum eine Energieform dominant war, die eine beschleunigte Expansion des Universums (eine sogenannte Inflation, erstmals vorgestellt von Alan Guth 1981) vorantrieb, der zweite gründet sich auf Ansätze zu einer Theorie der Quantengravitation, von der man sich erhofft, dass sich in ihr Singularitäten generell vermeiden lassen.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Ich glaube das das Universum schon immer exsistierte und die Expansion nicht auf dem Raum als "Ballon" bezogen sein muss, sondern auf einen Raum der sich in die absolute Leere ausbreitet. Raum definiere ich nicht als eine "Blase" sondern vielmehr als etwas unendliches das mit Materie gefüllt ist und zum Ende hin immer weiter abnimmt, bis nichts mehr vorhanden ist. Die vollkommene Leere eben.
                      das klingt so, als würdest du dir das herkömmliche Modell vom expandierenden Universum so vorstellen, dass da ein endlicher mit Materie gefüllter Raumbereich ist, aus dem heraus die Materie in eine umgebende Leere hinein auseinanderdriftet. Das aber widerspricht den Vorstellungen der modernen Kosmologie vollkommen.

                      Grundlage der modernen Kosmologie sind die Friedmann-Lösung der ART-Feldgleichungen. Demnach ist der gesamte Raum homogen mit Materie gefüllt, es gibt demnach keinen Mittelpunkt, wo die Materiedichte am höchsten wäre, und keine umgebende Leere. Am einfachsten ist das bei der geschlossenen Variante des Friedmann-Kosmos zu verstehen. Dort ist der Raum durch die Gravitationswirkung der Materie großräumig so gekrümmt, dass er der dreidimensionalen Oberfläche einer vierdimensionalen Hyperkugel vergleichbar ist. Der Raum als Ganzes hat dann einen endlichen Radius und ein endliches Gesamtvolumen, das dann homogen mit Materie gefüllt ist.

                      Dies spiegelt sich im dir schon bekannten Ballonmodell wieder: dort lässt man zu Illustrationszwecken eine der drei Raumdimensionen weg, so dass der Raum nur noch zweidimensional ist. Dieser zweidimensionale Raum ist entspricht dann der Ballonhaut. Der dreidimensionale Raum innerhalb und außerhalb des Ballons ergäbe dann einen vierdimensionalen einbettenden Raum für den gekrümmten dreidimensionalen Raum. Es ist aber wichtig zu verstehen, dass es diesen vierdimensionalen Einbettungsraum nicht gibt: die ART beruht auf der Riemannschen Geometrie, in der Räume gekrümmt sein können, ohne höherdimensional eingebettet zu sein. Es könnte demnach z.B. auch eine zweidimensionale Ballonhaut geben, ohne dreidimensionalen Raum, indem sie einen Ballon bildet.

                      Neben dem geschlossenen Friedmann-Kosmos gibt es auch noch den flachen und den offenen. In beiden ist das Gesamtvolumen des Raumes zu jeder Zeit unendlich, und dieses unendliche Gesamtvolumen ist gleichmäßig mit Materie ausgefüllt, d.h. die Gesamtmasse des Universums als Ganzem ist unendlich. Es gibt also auch da keinen Mittelpunkt, keinen begrenzten Raumbereich mit Materie, und keine umgebende Leere. Anders als beim geschlossenen Universum, wo sich die Expansion des Raumes als Anwachsen des endlichen Gesamtvolumens manifestieren kann, kann die Expansion des Raumes im flachen und offenen Fall nur lokal definiert werden: Galaxien streben durch die Expansion des Raumes auseinander, EM-Wellen werden durch die Expansion gedehnt.

                      Noch etwas zu der Eigenschaft der flachen Friedmann-Lösung, "flach" zu sein: dies bezieht sich darauf, dass der Raum auf großräumigen Skalen nicht gekrümmt ist (auf lokalen Skalen durch lokale Gravitationsfelder ist er es natürlich schon, nur halt großräumig nicht). Im offenen Fall schließlich ist die großräumige Krümmung des Raumes dem dreidimensionalen Pendat einer Sattelfläche vergleichbar.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Wo hinein solle sich der Raum auch ausbreiten? Das geht nicht und mit ein bisschen Menschenverstand und logischen Denkvermögen ist das auch gar nicht so schwer einzusehen.
                      das widerspricht jetzt aber deiner gerade geäußerten These, die Expansion laufe in eine umgebende Leere hinein ab.
                      Nach den Vorstellungen der modernen Kosmologie gibt es keine umgebende Leere, da sich die Materie homogen über den gesamten Raum verteilt (von lokalen Inhomogenitäten wie Galaxienhaufen, Galaxien, Sternen, ... einmal abgesehen), und der Raum selbst hat kein höherdimensionales Einbettungsmedium (wie die Ballonhaut im Ballon-Modell), in das hinein er sicht ausdehnen könnte.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Wir haben es hier mit etwas zu tun, was wir von vorne bis hinten nicht erklären können.
                      oh, aber sicher können wir das.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Egal wieviele Theorien wir auch aufstellen, die Dimensionen sind zu groß um es jemals zu begreifen.
                      da brauchen wir keine Theorie mehr für aufstellen, die ART reicht völlig.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Dass es einen "Urknall" gegeben hat, sorry aber das ist rein logisch gesehen nicht möglich.
                      dieses Argument ist zwar falsch, aber wenn es dich beruhigt, die Zahl der Urknallgegner unter den Kosmologen ist seit den 80er Jahren stetig am wachsen.
                      Über eines musst du dir dabei aber im klaren sein: in deren Modellen gibt es zwar keine Anfangssingularität mit unendlicher Dichte mehr, sehr wohl aber einen Zustand sehr hoher endlicher Dichte (in der Größenordnung der Planck-Dichte von 10^94 g/cm^3). Es ist wohl Geschmacksfrage, ob man das als Abkehr vom Urknall wertet.

                      Zitat von physX Beitrag anzeigen
                      Klar - Es wäre DIE Erklärung für alles
                      also dass der Urknall die Erklärung für alles wäre, das bezweifle ich aber. So etwas hat niemand je behauptet.
                      Die Erklärung für alles erhofft man sich eher von einer großen vereinheitlichen Theorie aller Naturkräfte, der Urkraft, wie du sie oben genannt hast. So eine Theorie müsste ein Quantentheorie der Gravitation enthalten - und von der erwartet man ja gerade, dass es in ihr keine Anfangssingularitäten gibt.

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                      • #12
                        @ Agent Scullie

                        Nochmals Danke für deine Antwort.

                        Wenn die Urknalltheorie als ganzes mit sämtlichen Theorien (Quantentheorie - Relativitäststheorie/ Quantengravitation) und damit der Anfang vollständig und ohne widersprüche erklärt werden kann, dann ist das doch eigentlich die Erklärung für alles. So meinte ich das.

                        Aber mir fehlt offensichtlich noch das Wissen, ich bin nur ein Laie der sich aber mit Faszination damit beschäftigt.

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