Wie kam das Universum ins Dasein?

[Bakkad Baran]

wenn das universum mal von einem punkt aus expandiert ist und man davon ausgeht das es inzwischen ( oder schon immer ) schneller als die lichtgeschwindigkeit expandiert, müsste nicht irgendwann ferne galaxien in ein standbild überwechseln bzw. irgendwann plötzlich verschwinden sobald das licht was noch schneller als die raumexpansion unterwegs ist uns passiert hat ?

[Mondwinter]

Zur Größe des Universums einfach dieses kurze Video anschauen: How Big is the Universe? - YouTube

[Bakkad Baran]

ja sorry ziehmlich am ende der doku. hatte das bei google eingegeben um zu sehen ob noch irgendwo davon die rede war und hab auch einiges gefunden und hab es hier mit " angeblich neusten erkenntnissen " gepostet.
könnte ja sein das da schon wer was drüber gehört, gelesen hat

[Thomas W. Riker]

@ Agent Scullie:
Bei 1h22', aber ohne Angabe einer Begründung. (Ich könnte mir Daten vom Planck ST vorstellen)
An dem Video ist die Wechselwirkung von theoretischer und Experimentalphysik gut dargestellt. An einigen Stellen erkennt man auch den Wert fehlerhafter Theorien, sobald diese experimentell überprüft werden können und dadurch zu neuen Theorien führen.
Es ist auch ziemlich kompakt von den Vorsokratikern bis zu den Ergebnissen von WMAP.

Im wiki-Artikel zum Universum wird rechts oben in einem Kasten der Radius > 45 MrdLj angegeben (Radius des Hubble-Volumens als Beobachtungshorizont bei 46,6 MrdLj) und weiter unten aufgrund der WMAP-Ergebnisse ein Durchmesser von 78 MrdLj.
Evtl müsste es Radius heißen und 78 MrdLj * 2 = 156 MrdLj Durchmesser.
Da müsste man wohl mal in die Originaldaten von WMAP gucken (in wiki zu WMAP steht leider dazu nichts, genau wie im Artikel zu Planck).

[Agent Scullie]

zur expansion

wenn man jetzt ein gummiband hätte mit knoten drin und dieses gleichbleibend schnell in die länge zieht ( knoten = galaxie - band = raum ) wird der abstand zu den knoten doch trotz gleicher zug ( expansionsgeschwindigkeit ) gerade bei äußeren knoten deutlich schneller als bei inneren, bzw. wenn sie weiter voneinander entfernt sind scheinbar schneller auseinander driften.

könnte sowas nicht beim universum ähnlich sein, das trotz gleicher expansion optisch der raum deutlich schneller wird je weiter das objekt weg ist ?

das könnte nicht nur, das ist sogar so. Seit 1929 kennt man das als Hubble-Beziehung: sei s der Abstand einer Galaxie zu uns, so gilt für ihre Fluchtgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der sie sich durch die kosmische Expansion von uns fortbewegt:

v = H * s

wobei H der Hubble-Parameter ist, der im heutigen Universum bei 73 km/s pro Mpc (Megaparsec) liegt. D.h. eine Galaxie in 100 Mpc = 326 Millionen Lichtjahren Entfernung hat eine Fluchtgeschwindigkeit von 7300 km/s, eine in 1000 Mpc = 3,26 Mrd. Lichtjahren Entfernung eine Fluchtgeschwindigkeit von 73000 km/s, oder eine in 10000 Mpc = 32,6 Mrd. Lichtjahren Entfernung eine Fluchtgeschwindigkeit von 730000 km/s (etwa zweieinhalbfache Lichtgeschwindigkeit).

ps:

hab mir gerade eine doku angesehen und dort wurde gesagt das das universum einen durchmesser von 156 milliarden LJ haben soll, nach angeblich neusten erkenntnissen.
Geheimnisse des Universums - S01E00 - Der Urknall - Die Entstehung des Universums - YouTube

Das Video ist 1:30 Stunden lang. Kannst du sagen, bei welchem Zeitindex die Info genau zu finden sein soll?

[Bakkad Baran]

zur expansion

wenn man jetzt ein gummiband hätte mit knoten drin und dieses gleichbleibend schnell in die länge zieht ( knoten = galaxie - band = raum ) wird der abstand zu den knoten doch trotz gleicher zug ( expansionsgeschwindigkeit ) gerade bei äußeren knoten deutlich schneller als bei inneren, bzw. wenn sie weiter voneinander entfernt sind scheinbar schneller auseinander driften.

könnte sowas nicht beim universum ähnlich sein, das trotz gleicher expansion optisch der raum deutlich schneller wird je weiter das objekt weg ist ?



ps:

hab mir gerade eine doku angesehen und dort wurde gesagt das das universum einen durchmesser von 156 milliarden LJ haben soll, nach angeblich neusten erkenntnissen.

http://youtu.be/Gwk0vOMZeng

[Agent Scullie]

Weil eine beschleunigte Expansion imho dazu führt, dass die Abstände zu den fernsten Lichtquellen heute größer sind, als bei einer verlangsamten Expansion.

so? Und was veranlasst dich zu dieser Ansicht?

Gehst du möglicherweise davon aus, dass man ein Modell mit verlangsamter Expansion einfach dadurch erhalten könnte, dass man sich vom heutigen Modell mit beschleunigter Expansion die seit 5 Mrd. Jahren anhaltende Phase der beschleunigten Expansion wegdenkt und durch eine fortgesetzte verlangsamte Expansion ersetzt? Man kann sich leicht klar machen, dass ein solches Modell nicht funktionieren könnte: es würde ja auf einen wesentlich niedrigeren Hubble-Parameter führen, als man ihn beobachtet. Zudem würde uns zwar eine gegebene Galaxie wesentlich näher sein als sie es tatsächlich ist, zugleich aber wäre auch ihre Rotverschiebung eine ganz andere, so dass daraus erstmal keine Aussage über die Entfernung des Teilchenhorizonts (an die Rotverschiebung unendlich wird) folgen würde.

Es ist allerdings tatsächlich so, dass die beschleunigte Expansion dadurch entdeckt wurde, dass man über die Helligkeit von Supernovae in fernen Galaxien feststellte, dass die betreffenden Galaxien weiter entfernt waren, als man aufgrund ihrer Rotverschiebung im Rahmen eines Modells mit verlangsamter Expansion erwartet hätte. Sprich: die zu einer gegebenen Rotverschiebung gehörende Entfernung erwies sich als höher als bei verlangsamter Expansion zu erwarten. Demnach würde auch die Entfernung, an der die Rotverschiebung unendlich groß wird - also die Entfernung des Teilchenhorizonts - größer sein als bei verlangsamter Expansion.

[Halman]

eine von einem t^(2/3)-Verhalten des Skalenfaktors, also einer verlangsamten Expansion, ausgehende Rechnung geht trivialerweise nicht von einer Expansion mit konstanter Geschwindigkeit aus, die einem t^1-Verhalten entspräche, sondern von dem, wovon sie ausgeht, also einer verlangsamten Expansion entsprechend einem t^(2/3)-Verhalten.

Ja, stimmt, da ist habe ich nicht ganz aufgepasst. Natürlich verlangsamt sich demnach die Expansion des Raumes.

Was dich dazu veranlasst, diese Rechnung als "die alte Berechnung" zu titulieren, obwohl sie ja nur eine von mehreren alten (alt im Sinne von vor der Entdeckung der beschleunigten Expansion diskutiert) Berechnungen ist, ist mir auch schleierhaft.

Ist doch ganz einfach: Es ist eben die Berechnung, auf die ich mich bezog.

ich weiß nicht, was "größere Expansion" bedeuten soll, deswegen kann ich dazu nichts sagen. Falls du damit meinst, dass der Teilchenhorizont größer ist: warum sollte eine beschleunigte Expansion zu einem größeren Teilchenhorizont führen?

Weil eine beschleunigte Expansion imho dazu führt, dass die Abstände zu den fernsten Lichtquellen heute größer sind, als bei einer verlangsamten Expansion.

[Agent Scullie]

Die alte Berechnung ging imho von einer konstanten Expansion des Raumes aus.

eine von einem t^(2/3)-Verhalten des Skalenfaktors, also einer verlangsamten Expansion, ausgehende Rechnung geht trivialerweise nicht von einer Expansion mit konstanter Geschwindigkeit aus, die einem t^1-Verhalten entspräche, sondern von dem, wovon sie ausgeht, also einer verlangsamten Expansion entsprechend einem t^(2/3)-Verhalten. Was dich dazu veranlasst, diese Rechnung als "die alte Berechnung" zu titulieren, obwohl sie ja nur eine von mehreren alten (alt im Sinne von vor der Entdeckung der beschleunigten Expansion diskutiert) Berechnungen ist, ist mir auch schleierhaft.

Bezieht man hingegen ein, dass das Universum seit mind. fünf Milliarden Jahren beschleunigt expandiert, so sollte doch daraus eine größere Expansion folgen, als gem. der alten Berechnung.

ich weiß nicht, was "größere Expansion" bedeuten soll, deswegen kann ich dazu nichts sagen. Falls du damit meinst, dass der Teilchenhorizont größer ist: warum sollte eine beschleunigte Expansion zu einem größeren Teilchenhorizont führen?

[Halman]

Schaum

nein, das bedeutet es nicht. Daraus, dass der Skalenfaktor kein t^(2/3)-Verhalten zeigt, lässt sich erst einmal nicht ableiten, ob der Radius des Teilchenhorizonts kleiner oder größer ist als er es im Falle eines solchen Verhaltens wäre. Das müsste man erst einmal ausrechnen.

Die alte Berechnung ging imho von einer konstanten Expansion des Raumes aus. Bezieht man hingegen ein, dass das Universum seit mind. fünf Milliarden Jahren beschleunigt expandiert, so sollte doch daraus eine größere Expansion folgen, als gem. der alten Berechnung.

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die raumzeitversion in tricherform war auch so gemeint das der raum irgendwann wieder zusammenstürzen könnte.

Aber nur dann, wenn die Wirkung der Dunklen Energie varibal ist und in Zukunft schwächer wird. Falls es sich dabei aber um eine Kosmologische Konstante handelt, wird diese ein Zusammenstürzen verhindern.

natürlich wäre dann alle materie wieder komprimiert und vermutlich zerlegt inklusive atome usw.
es folgt dann wieder eine ausdehnung und eine neuanordnung der entstehenden atome - eventuell ein universum wo antimaterie vorherrscht usw.

Das wäre denkbar. Allerdings habe ich mal gehört, dass Materie quantenphysikalisch "bevorzugt" wird. Leider habe ich dies nur peripher aufgeschnappt und bin daher außerstande, hierüber zu referieren. Hintergrund soll sein, dass sich Materie und Antimaterie nicht in allen Teilcheneigenschaften unterscheiden. Soweit ich weiß, ist der Spin (eine Art quantenmechanischer Drehimpuls) der Antiteilchen identisch mit dem der Materie-Teilchen sein.

Unabhängig davon setzt Deine Hypothese voraus, dass das Universum wieder in sich zusammenstürzt. Damit dies geschehen kann, müsste die Wirkung der Dunklen Energie schwächer werden. Möglich, aber afaik unwahrscheinlich.

paralleluniversen könnten zeitgleich exestieren. nehmen wir mal das ringelmuster von einem wurm - also der länge nach und übertragen das auf den trichter. jeder ring ist ein universum und die position des ringes beinhaltet das JETZT. man kann die vergangenheit noch sehen, aber die zukunft nicht weil der ring den platz noch nicht erreicht hat.

die ringe laufen aneinandergereit von spitze bis zum rand und außen zurück ( jedoch immer zeitlinear nach vorn ).
es würde also bedeuten das zu jeder sekunde ein paralleluniversum entsteht und ein anderes vergeht ( würde man das ganze grafisch mit bunten ringen anfüllen und einen bewegungsableuch einfügen.

Sofern ich Deine Ausführung richtig verstanden habe, veranschaulicht der "Wurm" eine Raumzeit und in diesem "seiendem Geflecht" sind die Parelleluniversen (veranschaulich durch die Ringe) zeitlich voneinander getrennt.

Schwarze löcher oder wurmlöcher könnten z.B. verbindungen schaffen, jedoch könnte man wohl höchstens ein wurmloch durchschreiten. man würde dann im eigenem universum an anderer stelle rauskommen, oder in einem vorgänger/nachfolge universum

Wurmlöcher könnten solche Verbindungen schaffen, aber ich bezweifel, dass Schwarze Löcher sich hierzu eignen.

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Ich denke, dass Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft schon quasi bereit stehen. Ich habe da bildlich einen Film vor Augen, wie dieser durch einen Projektor läuft. Wir haben die Bilder, welche noch nicht die Birne und die Linse passiert haben - Zukunft- und die welche bereits an Birne und Linse vorbei sind - Vergangenheit- Das Bild im vor der Birne und der Linse ist dann die gegenwart, wobei die Birne und Linse quasi das Bewusstsein eines lebenden Organnismus darstellt. Egal ob Pflanze, Tier, Bakterie oder Mensch. Es ist quasi die Frequenz, auch welche wir alle geeicht sind und damit alle zusammen gemeinsam das Bild vor der Birne und Linse gemeinsam wahrnehmen.

Dieser Film veranschaulicht die Raumzeit. Man könnte sich nun vorstellen, die einzelnen Filmbilder als Stapel übereinander zu legen. Dieses Bild aufeinander gestapelelter Hyperflächen verwende ich deswegen, weil die beiden Grafiken diese Darstellungsform zeigen.

QUELLE
In der Grafik ist das bewegte Objekt (hellblau markiert) als ein Stapel von Hyperflächen dargestellt. Jede Hyperfläche entspricht dem Objekt zu einer Zeit-Koordinate (einem "Filmbild"). Die zeitlich voneinander getrennten Hyperflächen sind alle Teil der Raumzeit (des "Filmes", wenn man so will).

In der zweiten Grafik wird die Raumzeit allgemeiner in Form eines "Blockuniversums" veranschaulicht. Jede Hyperfläche entspräche in Deiner Analogie einem Filmbild. Wir nehmen zwar "Vergehen" der Zeit war, doch raumzeitlich betrachtet sind alle "Filmbilder" Teil des "Films"

QUELLE

Physikalisch gesehen denke ich, dass Zeit quasi der Grundstoff ist, der für den "Schaum" sorgt. In diesem Schaum existieren dann halt all die Universen, welche auf Grund von Prozessen und Entscheidungen möglich wären. Also unendlich viele Universen.
Ich habe leider vergessen, wie sich diese Theorie rund um diesen Schaum nennt. Ich hoffe jedenfalls, dass ich es halbwegs richtig geschildert habe.

Der Begriff Quantenschaum wurde 1955 von dem Physiker John A. Wheeler geprägt.

In einer anderen Theorie, der Loop-Quantengravitation (LQG), wird der Raum als ein Spinnetznetzwerk beschrieben. Knoten des Spinnetzwerkes repräsentieren hier die Teilchen. Kommt die Zeit hinzu, werden aus den Knoten Linien. Linien des Spinnetzwerkes werden zu Flächen. Die LQG-Raumzeit nennt man Spin-Schaum.

[EREIGNISHORIZONT]

also der länge nach und übertragen das auf den trichter. jeder ring ist ein universum und die position des ringes beinhaltet das JETZT

Ich denke, dass Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft schon quasi bereit stehen. Ich habe da bildlich einen Film vor Augen, wie dieser durch einen Projektor läuft. Wir haben die Bilder, welche noch nicht die Birne und die Linse passiert haben - Zukunft- und die welche bereits an Birne und Linse vorbei sind - Vergangenheit- Das Bild im vor der Birne und der Linse ist dann die gegenwart, wobei die Birne und Linse quasi das Bewusstsein eines lebenden Organnismus darstellt. Egal ob Pflanze, Tier, Bakterie oder Mensch. Es ist quasi die Frequenz, auch welche wir alle geeicht sind und damit alle zusammen gemeinsam das Bild vor der Birne und Linse gemeinsam wahrnehmen.

Ja ich weiss, klingt schräg und auch etwas esotherisch, aber das ist schon seit Ewigkeiten meine bildiche Vorstellung von dieser Thematik, wobei mir klar ist, dass es natürlich nur symbolische Platzhalter sind.

Physikalisch gesehen denke ich, dass Zeit quasi der Grundstoff ist, der für den "Schaum" sorgt. In diesem Schaum existieren dann halt all die Universen, welche auf Grund von Prozessen und Entscheidungen möglich wären. Also unendlich viele Universen.
Ich habe leider vergessen, wie sich diese Theorie rund um diesen Schaum nennt. Ich hoffe jedenfalls, dass ich es halbwegs richtig geschildert habe.

[Bakkad Baran]

die raumzeitversion in tricherform war auch so gemeint das der raum irgendwann wieder zusammenstürzen könnte. natürlich wäre dann alle materie wieder komprimiert und vermutlich zerlegt inklusive atome usw.
es folgt dann wieder eine ausdehnung und eine neuanordnung der entstehenden atome - eventuell ein universum wo antimaterie vorherrscht usw.

paralleluniversen könnten zeitgleich exestieren. nehmen wir mal das ringelmuster von einem wurm - also der länge nach und übertragen das auf den trichter. jeder ring ist ein universum und die position des ringes beinhaltet das JETZT. man kann die vergangenheit noch sehen, aber die zukunft nicht weil der ring den platz noch nicht erreicht hat.

die ringe laufen aneinandergereit von spitze bis zum rand und außen zurück ( jedoch immer zeitlinear nach vorn ).
es würde also bedeuten das zu jeder sekunde ein paralleluniversum entsteht und ein anderes vergeht ( würde man das ganze grafisch mit bunten ringen anfüllen und einen bewegungsableuch einfügen.
Schwarze löcher oder wurmlöcher könnten z.B. verbindungen schaffen, jedoch könnte man wohl höchstens ein wurmloch durchschreiten. man würde dann im eigenem universum an anderer stelle rauskommen, oder in einem vorgänger/nachfolge universum

dazu müssten dort aber ähnliche physikalische bedingungen herrschen.

[Agent Scullie]

Besteht dieses Problem auch in Lindes ewiger Inflation?

ja.

Das bedeutet ja, dass der Radius des beobachtbaren Universums > 41,4 Mrd. Lj. sein muss.

nein, das bedeutet es nicht. Daraus, dass der Skalenfaktor kein t^(2/3)-Verhalten zeigt, lässt sich erst einmal nicht ableiten, ob der Radius des Teilchenhorizonts kleiner oder größer ist als er es im Falle eines solchen Verhaltens wäre. Das müsste man erst einmal ausrechnen.

[Halman]

Sind die beiden Teilchen bei t > t0 aber unendlich weit voneinander entfernt, so muss r0 unendlich groß sein, da S(t) stets endlich ist. Für t=t0 kommt also

L(t0) = S(t0) r0 = 0 * unendlich

heraus. Und das ist nicht wohldefiniert. Deswegen ist beim flachen (und auch beim offenen) Universum keine Aussage darüber möglich, ob die Gesamtgröße bei S(t0)=0 nun null, endlich oder unendlich ist.

Danke für diese exakte Erkärung, Agent Scullie. Da habe ich doch wieder mal was Neues von Dir gelernt.

Das Problem mit der extrem hohen Energiedichte des Inflatonfeldes, von dem du offenbar sprichst, besteht nicht darin, dass unklar wäre, warum sich die Energiedichte ändert, sondern darin, dass unklar ist, warum sie am Ende der Inflation um so viele Größenordnungen abnahm, dass sie danach mehrere Milliarden Jahre lang keinen Einfluss mehr auf die Expansion des Universums hatte. Während der Inflation lag die Energiedichte im Bereich von 10^80 g/cm^3, heute liegt sie bei etwa 10^-29 g/cm^3, das um den Faktor 10^109 weniger.

Besteht dieses Problem auch in Lindes ewiger Inflation?

ein t^(2/3)-Verhalten des Skalenfaktors ist seit der Entdeckung der beschleunigten Expansion nicht mal mehr eine Möglichkeit.

Das bedeutet ja, dass der Radius des beobachtbaren Universums > 41,4 Mrd. Lj. sein muss. Dann könnten die ≈ 93 Mrd. Lj. Durchmesser ja hinkommen.

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das ich auch verschiedene ansichten habe liegt daran das ich mich auf keine ansich allein festlege und für alle möglichkeiten offen bin.

Das ist gut.

mit dem trichterkonzempt wollte ich zumindest nicht behaupten das der raum über ne kannte läuft oder sich umstulpt und richtung spitze läuft, eher als zeitlinie die den raum eventuell wieder kollabieren läst bis er erneut in eine ausdehnung übergeht - zyklisch, und zwar als völlig neues universum.

Gut, Du hast die Idee eines zyklischen Universums. Aber wie funktioniert der Zyklus?

Beim oszillierenden Universum resultiert der Zyklus daraus, dass der Big Crunch identisch mit dem Urknall des Nachfolgeuniversums ist. Damit dieser Zyklus funktioniert, muss die Expansion zu einer Kontraktion des Raumes umschlagen. Geschieht dies nicht, kommt es auch zu keinem Zyklus.

Ein weiteres Modell ist ein zyklisches Modell der Brane-Theorie, dass unser Universum als eine Art Brane beschreibt. Um ein zyklisches Modell zu beschreiben, ist ein Paralleluniversum nötwendig (eine "benachtbarte" Brane). In einem sehr langem Zyklus "kollidieren" die Branen (d.h. die beiden Universen) und jedesmal, wenn dies geschieht, kommt es zu einer Art "Urknall" (hier bewusst in Anführungszeichen).
Wenn Du magst, liest doch ein bisschen im Buch-Link rein (die beiden Absätze des Abschnittes unter der Überschrift "das zyklische Universum nach Steinhardt und Turok").
Dieses Modell wird im Buch aber lediglich als "phantasievolle Spekulation" bezeichnet.

Zyklische Modelle scheinen ihre Probleme zu haben. Aber wie dem auch sei, dem Zyklus muss ein "Mechanismius" zugrunde liegen, seien es zyklisch kollidierende Branes, oder das Umschlagen der Expansion des Raumes zur Kontraktion des Raumes. In Deiner Idee fehlt so ein "Mechanismus".

[Bakkad Baran]

das ich auch verschiedene ansichten habe liegt daran das ich mich auf keine ansich allein festlege und für alle möglichkeiten offen bin.
daher kann es auch sein das sich innerhalb eines postes unterschiedlich ansichten meinerseits treffen.
sollte allerdings irgendetwas gegenteilig oder führsprechend bewiesen werden, werden zumindest überflüssige möglichkeiten aus der raumzeit getilgt.

manche dinge versuche ich lediglich mit vergleichen von formen usw. zu beschreiben, da ich mich oftmals nur schwer erklären kann

mit dem trichterkonzempt wollte ich zumindest nicht behaupten das der raum über ne kannte läuft oder sich umstulpt und richtung spitze läuft, eher als zeitlinie die den raum eventuell wieder kollabieren läst bis er erneut in eine ausdehnung übergeht - zyklisch, und zwar als völlig neues universum.