Wie kam das Universum ins Dasein?

[Halman]

Eingenzeit ungleich Koordinatenzeit

Nur ein kleiner zwischengeschobener Satz von mir....

Zitat von Halman:
Das unser Universum einen Anfang hat, dürfen wir afaik als gesichert betrachten.

Wie schön dieser Satz ist!!!!

Er zeigt genau auf das Problem welches wir behandeln.
Da ist ein Wort drin der unsere Fragen neu definiert.."Unser"!

Da wir mit unserem Universum zu tun haben....und das reichlich, sollten wir uns darauf konzentrieren Dieses Universum zu verstehen. Alle andere Universen, die davor oder danach kommen könnten oder gewesen sind, sollten wir vorerst zwar andeuten aber nicht "auf Teufel komm raus" erkennbar machen wollen.

Es wäre ja auch denkbar, dass unser Universum ein Teil eines Multiversums ist, also auch derzeit ganz viele Universen existieren. Dieses Multiversum könnte ohne Anfang ewig existieren, ein ewiger Kosmos, in dem ständig neue Universen entstehen.
Vielleicht existiert aber auch nur "unser" Universum. Wie dem auch sei, "unser" Universum hat mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit einen Anfang, ganz gleich ob es nun Teil eines ewigen Multiversums ist, ob es nun ein Vorgängeruniversum hatte, aus dem es hervorkam, oder durch den Urknall ins Dasein kam. Darin, welcher Art dieser "Anfang" war, scheiden sich die Geister.

---

Da wäre ich mir nicht so sicher. Was ist, wenn dieser Anfang gar nicht der Anfang war, sondern wenn es auch davor schon etwas gab.

Das halte ich sogar für sehr wahrscheinlich. Dies ändert aber nichts daran, dass "unser Universum" einen Anfang hat. Zur Verdeutlichlichung: Unser Sonnensystem ist Teil des Universums, welches schon vor dem Sonnensystem existierte. Unser System fing etwa vor fünf Milliarden Jahren an zu exitieren.
Ähnlich kann man folgern, dass unser Universum einen Anfang hat, auch wenn es Teil eines ewigen Kosmos' sein könnte.

Was ist wenn das Universum ein ständiger Big Bounce wäre und sich wie ein pulsierendes Herz immer wieder ausdehnt und wieder in sich zusammenstürzt und das im Wechsel, bis in alle Ewigkeit.

Dies wäre eine Möglichkeit. In diesem Modell des zyklischen Universums wäre unser Univesum eines von unendlich vielen Universen einer unendlichen Kette von Vorgänger- und Nachfolgeruniversen. Jedes dieser Universen hätte darin einen Anfang und ein Ende - auch unseres.

Übrigens deutet die beschleunigte Expansion darauf hin, dass unser Universum nicht in einem Big Crunch enden wird. Durch die Kosmologische Konstante Λ ist eher davon auszugehen, dass die Expansion fordauern wird. Ein Big Crunch ist somit ein sehr unwahrscheinliches Szenario und daher sollte es auch kein Nachfolgeruniversum geben.
Wenn unser Universum aus einer unendlichen Kette von Vorgängeruniversen hervorging, dann stellt sich die Frage, warum wir ausgerechnet im letzten Universum leben. Daher erscheint mir so ein Modell eines zyklischen Universums sehr unwahrscheinlich.

Angenommen wir leben in einem oszillierenden Universum, so wäre der Big Bang unseres Universums identisch mit dem Big Crunch des Vorgängeruniversums. In so einem Modell könnte man sich eine unendliche Kette von aufeinander folgenden Universen vorstellen. Der Wahrscheinlichkeit gemäß sollten wir in einem x-beliebigen Universum leben. Doch, wie es aussieht, leben wir in einem Universum, indem die Expansion seit fünf bis sechs Milliarden Jahren beschleunigt ist. Daher ist ein künftiger Big Crunch ein sehr unwahrscheinliches Szenario.
Will man dennoch an der Theorie des oszillierenden Universums festhalten, müsste man entweder von diesem unwahrscheinlichen Szenario ausgehen, oder entgegen der Wahrscheinlichkeit behaupten, dass wir ausgerechnet im letzten Universum einer unendlichen Kette von Vorgängeruniversen leben, welches selbst kein Nachfolgeruniversum hat, da es [höchstwahrscheinlich] nicht in einem Big Crunch endet.

Zwar gibt es noch ein zyklisches Modell, was auf der Brane-Theorie basiert, aber auch dieses ist aufgrund der erforderlichen extremen Feinabstimmung der Energiewerte höchst problematisch. Der Kosmologe Linde kritisiert dieses Modell mit den Worten:

Zitat von Andrei Linde:
"Es ist einfach eine sehr schlechte Idee, die höchstens unter Journalisten populär ist. Es ist eine extrem komplizierte Theorie, die schlichtweg nicht funktionieren kann."

Hier könnte man dann fragen, ob es irgendwann mal angefangen hat, sicht erstmals auszudehnen. Aber warum muss es überhaupt einen Anfang gegeben haben? Anfang und Ende gibt es ja nur dort wo es Zeit gibt.

Hier wechselst Du vom Big Bounce zum Big Bang.

Bei Big Bounce hat die Zeit keinen Anfang, sondern erstreckt sich ewig in die Vergangenheit und die Zukunft. Dies hängt damit zusammen, dass es im Big Bounce keinen Urknall gibt - keinen nulldimensionalen Punkt unendlicher Dichte, keine Anfangssingularität. Der Big Bounce resuliert der Theorie zufolge aus dem Kollabs eines Vorgängeruniversums und beim "großen Rückprall" - dem Urprall - beginnt "unser" Universum in einem Zustand zwar überaus winziger, aber endlicher Größe (Agent Scullie wird genauer sagen können, wie klein es demnach zu Anfang war, aber es war >0. (Der Bog Bounce basiert auf der quantengravitativen LQG.)

Im Big Bang ist dies ganz anders, denn dort "berandet" der Urknall die Raumzeit. Raum und Zeit beginnen mit der Expansion der Anfangsingularität (dem Urknall).

Und da die Zeit ja erst mit dem Urknall entstanden ist, bedeutet das, dass es vorher Zeit im klassischen Sinne nicht gab und auch außerhalb des Universums keine Zeit existiert.

Ich habe mir mal erlaubt, die beiden Wörter rot zu markieren, die meiner Meinung nach bereits etymologisch in diesem Zusammenhang problematisch sind.
Ein "Davor" ist ein zeitlicher Begriff, der nur innerhalb eines zeitlichen Verlaufes sinnvoll ist. Allerdings macht ein "Davor" nur Sinn, wenn ein "Davor" definiert ist. Dieses "Davor" ließe sich als Ereignis mit einer Zeitkoordinate definieren.
Die Anfangssingularität (Urknall) lässt sich als Hyperfläche beschreiben, dessen räumliche Ausdehnung null beträgt und dessen Dauer unendlich kurz ist. Aus dieser Singularität kamen gemäß dem Big Bang alle Weltlinien des Universums hervor. Mit Voranschreiten der Zeit expandiert der Raum, wie in der Grafik veranschaulich.

Die Kleine Grafik veranschaulicht die gesamte Geschichte des Universums bis zur Gegenwart. Jeder Querschnitt würde einem "Schnitt durch die Raumzeit" entsprechen. Der türkisfarbene Schnitt repräsentiert z.B. die Zeit (ca. 380.000 Jahre nach dem Big Bang), als das Universum transparent wurde. Aus dieser Zeit stammt die kosmische Hintergrundstrahlung.
Die gesamte Grafik umfasst alle raumzeitlichen Koordinaten (Ereignisse). Koordinaten außerhalb der Raumzeit sind nicht definiert. Wie aus der Grafik ersichtlich, gibt es kein "Davor"; der Big Bang berandet die Raumzeit, da räumliche und zeitliche Koordinaten nur innerhalb der Raumzeit vorliegen. Daher spricht man davon, dass Raum und Zeit erst mit dem Urknall begannen.
Die Raumzeit lässt sich vielleicht am Besten als etwas „Seiendes“ Begreifen, welches alle Ereignisse des Universums der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, umfasst. Koordinaten können nur innerhalb der Raumzeit bestimmt werden, woraus resultiert, dass es keine Raum- und Zeitkoordinaten gibt, die vor dem Urknall liegen. Daher ist auch kein "Außerhalb" definiert.

Die Hyperfläche Urknall ist gem. der Urknalltheorie (die auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, kurz ART, basiert) der Anfang von Raum und Zeit und somit der Anfang des Universums, da erst ab da raumzeitliche Koordinaten definiert werden können.

Freilich können in Theorien, in denen keine Singularitäten vorkommen (uns somit auch keine Anfangssingularität = Urknall), raumzeitliche Koordinaten auch vor "unserem Universum" definiert werden; allerdings verlassen wir damit den Geltungsbereich der ART.

Und wo es keine Zeit gibt, kann es auch keinen Anfang geben. Wir können uns das natürlich nicht vorstellen, als jene, die sich innerhalb des Universums befinden und die von der Zeit beherrscht werden.

Die Urknalltheorie tätigt nur Aussagen über die Raumzeit, welche so gekrümmt ist, dass der Raum expandiert. Zwar mag es sein, dass die Zeit keine primordiale Eigenschaft der Natur repräsentiert, dies allerdings daraus zu folgern, dass "außerhalb des Universums keine Zeit existiert", halte ich für höchst problematisch (s. o. Erläuterung).

Was ich persönlich am ehesten denke, ist Folgendes:
Vielleicht ist der Urknall ja auch gar nicht das, als was wir ihn interpretieren.

Dass, was als Urknall definiert ist, spätestens seitdem Hawking Mitte der 1960er Jahre feststellte, dass aus den
Penrose-Gleichungen für Schwarze Löcher zwingend Singularitäten folgen, ziemlich klar. Hawking folgerte, dass der Urknall zwingend (gem. der Theorie) eine Anfangssingularität voraussetzt.

Vielleicht ist er nur eine Illusion oder wir interpretieren ihn fälschlicherweise als Anfang.

Was ist daran falsch, ihn als Anfang zu deuten? Wenn es kein "Davor" gibt, fängt doch alles mit dem Urknall an (so die Theorie).

Man muss auf jeden Fall immer bedenken, dass es auf höchster Ebene des Universums keine Zeit gibt. Im Grunde kann das Universum in Wirklichkeit also gar nicht 13,82 Milliarden Jahre alt sein, sondern stattdessen nur ein Standbild, ein einziger Moment, der ewig währt. Diese 13,82 Milliarden Jahre existieren nur von unserem Standpunkt aus, aber in Wirklichkeit gibt es diese Zeitspanne vielleicht gar nicht.

Ein gewagtes Postulat. Dem halte ich Entgegen, dass die Raumzeit physikalische Realität besitzt und in dieser gem. akutellen Messungen (Planck) Zeitkoordinten bis zum Urknall definiert werden können, der demnach eine Hyperfläche repräsentiert, dessen Zeitkoordinate t=0 13,82 Milliarden Jahre vor unserer Zeitkoordinate t=T liegt.

Wie komme ich zu dieser Vermutung. Die Relativität der Zeit ist der Grund dafür. Sie schafft einen Effekt, der sich Dilatation nennt.

Vorsicht - in diese Falle bin ich auch schon getappt.

Diesbezüglich empfehle ich Dir das aufschlussreiche Posting von Agent Scullie. Darin stellt er heraus, dass wir die Eigenzeit nicht mit der Koordinatenzeit verwechseln dürfen.

100% Lichtgeschwindigkeit ist die maximal mögliche Geschwindigkeit, die es überhaupt geben kann. Eine Überlichtgeschwindigkeit widerspricht nicht nur den allen physikalischen Gesetzen, sondern wäre in ihrer Existenz auch völlig unnötig, da die 1,0c auch gleichzeitig das maximal Erstrebbare darstellt, da sich ein Objekt oder Teilchen mit dieser Geschwindigkeit in Nullzeit an jeden erdenklichen Punkt des Universums bewegen kann. Mit 1,0c entspricht die Abreisezeit der Ankunftszeit, egal wie weit die Entfernung zwischen den beiden Punkten ist.

Dies gilt aber nur für die Eigenzeit. Von unserem Standpunkt brauchte das Licht ferner Sterne sehr wohl viele Jahre, um uns zu erreichen. Die Weltlinien des Lichtes durchlaufen ganz viele Zeitkoordinaten, auch wenn die Eigenzeit der Photonen unendlich dilatiert ist.
Im Minkowski-Diagramm sind die lichtartigen Weltlinien des Lichtes rot eingezeichnet. Die "Höhe" des Diagramms repräsentiert die Zeitdimension. Man könnte die Koordinatenachsen mit einer Achsenbeschriftung versehen. Wie Du unschwer erkennen kannst, durchläufen diese roten Weltlinien des Lichtes eine beliebige Zahl von Zeitkoordinaten (je, nachdem, wie fein man die beliebigen Abstände in der Beschriftung wählt).

In diesem Diagramm wird freilich die Koordinatenzeit veranschaulicht.

Lediglich für ein Objekt oder Teilchen, das sich langsamer als 1,0c oder gar nicht bewegt, vergeht bei der Überbrückung der Strecke überhaupt eine Zeit.

Hier hast Du dich vermutlich verhaspelt. Wenn sich ein Objekt oder Teilchen mit v < c bewegt, ist die Eigenzeit positiv.

Photonen, also das Licht selbst, durchqueren von Ihrem Standpunkt aus gesehen in Nullzeit das gesamte Universum, sind also quasi überall zur selben Zeit. Das gleiche gilt für das gesamte elektromagnetische Spektrum.

An dieser Stelle habe ich mir mal erlaubt, den entscheidenen Teil Deiner Aussage zu unterstreichen. Hier geht es um die Eigenzeit - nicht um die Koordinatenzeit.

Wenn sich etwas mit Nullzeit durch das Universum bewegt, existiert keine Zeit mehr. Es gibt kein Anfang und kein Ende und für das "älteste" Licht im Universum findet der Urknall quasi jetzt in dem Moment und gleichzeitig für immer statt. Auf Ebene lichtschneller Teilchen ist das Universum also ein ewiger Moment, der nie endet und nie begann. Eine Zeitspanne von 13,82 Milliarden kann also nicht wirklich existieren und ist nur Illusion. Überhaupt Zeit ist nur Illusion.

Dass älteste Licht durchlauf sämtliche Zeitkoordnaten, seitdem das Universum ca. 380.000 Jahre nach dem Urknall (oder was immer der Anfang war) transparant wurde (t=0), bis heute (t=T). Aus dem Umstand, dass für die Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung keine Zeit vergeht, folgt afaik nicht, dass keine Zeit existiert.

Dessenungeachtet könntest Du Recht mit der Hypthese haben, gem. der Zeit eine Illusion ist.

Im Grunde sind Raum und Zeit lediglich "Schatten" der Raumzeit. Zwar denken wir in Kategorien wir Raum und Zeit, doch dies ist eine hartneckige Illusion, denn Raum und Zeit sind keine Bedingungen, unter denen wir leben. Einzig und allein die "Union von Raum und Zeit", die Raumzeit, besitz eigenständigen Charakter. Sie ist gem. der ART die Bedingung, unter der wir existieren.

Und nur weil das älteste für uns sichtbare Licht 13,82 Milliarden Jahre alt ist, heißt das nicht zwangsläufig, dass auch das Universum so alt ist. Es ist dann nur von unserem Standpunkt aus gesehen so alt, aber letztlich nicht wirklich. Von einem anderen Standpunkt aus gesehen ist es vielleicht schon 100 Milliarden Jahre alt oder 2 Trillionen Jahre oder erst 10.000 Jahre. Zeit spielt keine Rolle.

Hier scheinst Du mir verschiedene Eigenzeiten von verschiedenen Weltlinien zu betrachten. Dies ändert aber nichts daran, dass gem. der Koordinatenzeit der Urknall t=0 13,82 Milliarden Jahre vor der Gegenward t=T liegt.

Alles existiert meiner Meinung nach gleichzeitig. Es gab weder jemals eine Vergangenheit, noch eine Zukunft. Es gibt nur Gegenwart, sonst nichts. Die Frage nach einem Anfang und einem Ende würde sich damit von vornherein erübrigen.

Auf eure Meinungen dazu bin ich sehr gespannt.

Eine interessante Hypothese. Meiner Meinung nach ist sie aber ungünstig, da innerhalb der Raumzeit sehr wohl Vergangenheit und Zukunft defniert sind. Nimm als Beispiel die Koordiantenzeit, in der das Universum transparent wurde (der türkisfarbene Schnitt in meiner ersten Grafik in diesem Posting). Alle Zeitkoordinaten vor diesem Schnitt liegen in der Vergangenheit vor Sichtbarwerden der Kosmischen Hintergrundstrahlung, alle Zeitkoordinaten nach diesem Schnitt liegen in der Zukunft nach dem Sichtbarwerden (der Schnitt hier mal als "Gegenwart" gesehen).
Innerhalb der Raumzeit davon zu sprechen, dass alle Zeitkoordinaten "gleichzeitig" seien, erscheint mir ebenso falsch, wie davon zu sprechen, dass alle Raumkoordinaten am selben Punkt seien.

[Bakkad Baran]

so in der richtung hatte ich auch schonmal gedacht. zeitlich gesehen ist es zu jeder zeit JETZT, in der zukunft an einem nachmittag um 16 uhr, ider der vergangenheit am morgen um 7.30 uhr - alles ist jetzt.
für uns gesehen war das 7.30 uhr längst gewesen und das 16 uhr wird irgendwann sein.
in der vergangenheit beginnt jetzt das universum und in der zukunft hört es jetzt auf.


was die größe betrifft könnte es weitaus größer sein.
man stelle sich einfach mal ein großen kreis von 1 km vor, also 1000 m durchmesser. 1 milliarde lichtjahre entsprechen 1 m, sprich wir sehen rund 14 meter von der kreisfläche, alles weitere können wir nicht sehen.
selbst wenn das universum nun 14 milliarden jahre alt wäre könnte es dennoch 986 milliarden lichtjahre größer sein.
die photonen haben uns eben noch nicht erreicht.

villeicht sind indem bereich auch noch keine sterne entstanden ? oder sie sind unlängst vergangen und das auftretn von materie kommt an zufälligen bereichen des kreises vor wo er sich verdichtet, dann wieder verflüchtigt bis es zu einer scheinbaren leere kommt wo selbst atome auseinandergerissen werden.
das wiederum schieb an anderen orten den raum zusammen und materie bildet sich.

von daher könnte man auch wiederum davon ausgehen, unser universum ist ein teil eines anderen und vor rund 14 milliarden LJ entstanden.
das wir andere sterne oder materiebereiche nicht sehen können liegt dann vermutlich daran das auch die photonen irgendwann zerrissen werden oder zu schwach werden bzw. durch die ansammlung von neu verdichteter raumzeit drum herumgeleitet werden.
da könnte man also auch davon ausgehen das das eigentliche universum dunkle stellen hat ( unser universum - weshalb es schwarz erscheint ) und hell erleuchtete stellen hat, dort wo eventuelle photonen sich ansammeln.
zudem könnten in jedem dunkelbereich ganz andere physikalische gesetze herrschen, ebenso in den hellen bereichen.

das aber vermutlich alles zu hoch gegriffen.

[Seuchensturm]

Das unser Universum einen Anfang hat, dürfen wir afaik als gesichert betrachten.

Da wäre ich mir nicht so sicher. Was ist, wenn dieser Anfang gar nicht der Anfang war, sondern wenn es auch davor schon etwas gab. Was ist wenn das Universum ein ständiger Big Bounce wäre und sich wie ein pulsierendes Herz immer wieder ausdehnt und wieder in sich zusammenstürzt und das im Wechsel, bis in alle Ewigkeit. Hier könnte man dann fragen, ob es irgendwann mal angefangen hat, sicht erstmals auszudehnen. Aber warum muss es überhaupt einen Anfang gegeben haben? Anfang und Ende gibt es ja nur dort wo es Zeit gibt. Und da die Zeit ja erst mit dem Urknall entstanden ist, bedeutet das, dass es vorher Zeit im klassischen Sinne nicht gab und auch außerhalb des Universums keine Zeit existiert. Und wo es keine Zeit gibt, kann es auch keinen Anfang geben. Wir können uns das natürlich nicht vorstellen, als jene, die sich innerhalb des Universums befinden und die von der Zeit beherrscht werden.

Was ich persönlich am ehesten denke, ist Folgendes:
Vielleicht ist der Urknall ja auch gar nicht das, als was wir ihn interpretieren. Vielleicht ist er nur eine Illusion oder wir interpretieren ihn fälschlicherweise als Anfang. Man muss auf jeden Fall immer bedenken, dass es auf höchster Ebene des Universums keine Zeit gibt. Im Grunde kann das Universum in Wirklichkeit also gar nicht 13,82 Milliarden Jahre alt sein, sondern stattdessen nur ein Standbild, ein einziger Moment, der ewig währt. Diese 13,82 Milliarden Jahre existieren nur von unserem Standpunkt aus, aber in Wirklichkeit gibt es diese Zeitspanne vielleicht gar nicht.

Wie komme ich zu dieser Vermutung. Die Relativität der Zeit ist der Grund dafür. Sie schafft einen Effekt, der sich Dilatation nennt. Ich denke, den meisten dürfte das hier ein altbekannter Begriff sein. 100% Lichtgeschwindigkeit ist die maximal mögliche Geschwindigkeit, die es überhaupt geben kann. Eine Überlichtgeschwindigkeit widerspricht nicht nur den allen physikalischen Gesetzen, sondern wäre in ihrer Existenz auch völlig unnötig, da die 1,0c auch gleichzeitig das maximal Erstrebbare darstellt, da sich ein Objekt oder Teilchen mit dieser Geschwindigkeit in Nullzeit an jeden erdenklichen Punkt des Universums bewegen kann. Mit 1,0c entspricht die Abreisezeit der Ankunftszeit, egal wie weit die Entfernung zwischen den beiden Punkten ist. Lediglich für ein Objekt oder Teilchen, das sich langsamer als 1,0c oder gar nicht bewegt, vergeht bei der Überbrückung der Strecke überhaupt eine Zeit.

Photonen, also das Licht selbst, durchqueren von Ihrem Standpunkt aus gesehen in Nullzeit das gesamte Universum, sind also quasi überall zur selben Zeit. Das gleiche gilt für das gesamte elektromagnetische Spektrum. Wenn sich etwas mit Nullzeit durch das Universum bewegt, existiert keine Zeit mehr. Es gibt kein Anfang und kein Ende und für das "älteste" Licht im Universum findet der Urknall quasi jetzt in dem Moment und gleichzeitig für immer statt. Auf Ebene lichtschneller Teilchen ist das Universum also ein ewiger Moment, der nie endet und nie begann. Eine Zeitspanne von 13,82 Milliarden kann also nicht wirklich existieren und ist nur Illusion. Überhaupt Zeit ist nur Illusion.

Und nur weil das älteste für uns sichtbare Licht 13,82 Milliarden Jahre alt ist, heißt das nicht zwangsläufig, dass auch das Universum so alt ist. Es ist dann nur von unserem Standpunkt aus gesehen so alt, aber letztlich nicht wirklich. Von einem anderen Standpunkt aus gesehen ist es vielleicht schon 100 Milliarden Jahre alt oder 2 Trillionen Jahre oder erst 10.000 Jahre. Zeit spielt keine Rolle. Alles existiert meiner Meinung nach gleichzeitig. Es gab weder jemals eine Vergangenheit, noch eine Zukunft. Es gibt nur Gegenwart, sonst nichts. Die Frage nach einem Anfang und einem Ende würde sich damit von vornherein erübrigen.

Ein weiterer Grund warum es den Urknall, so wie wir ihn verstehen, gar nicht gegeben haben kann, ist die Tatsache, dass es im Universum keinen Mittelpunkt gibt. Wie soll das Universum also an einem bestimmten Punkt im Raum begonnen haben, wenn es gar keinen Mittelpunkt gibt und auch keinen äußeren Rand? Ein Urknall setzt ja voraus, dass die Ausdehnung an einem bestimmten Punkt im Raum begann. Wenn es einen solchen Punkt aber nicht gibt oder geben kann, kann es auch aus dieser Betrachtungsweise heraus keinen Anfang gegeben haben. Ich kenne z.b. die Analogie mit der Luftballonoberfläche, die dazu häufig zurande gezogen wird. Diese ist für mich aber nicht wirklich schlüssig, da auch diese einen räumlichen Ausgangspunkt voraussetzt, auch wenn dieser sich nicht an der Luftballonoberfläche selbst befindet.

Auf eure Meinungen dazu bin ich sehr gespannt.

[Area51 1/2]

Nur ein kleiner zwischengeschobener Satz von mir....

Das unser Universum einen Anfang hat, dürfen wir afaik als gesichert betrachten.

Wie schön dieser Satz ist!!!!

Er zeigt genau auf das Problem welches wir behandeln.
Da ist ein Wort drin der unsere Fragen neu definiert.."Unser"!

Da wir mit unserem Universum zu tun haben....und das reichlich, sollten wir uns darauf konzentrieren Dieses Universum zu verstehen. Alle andere Universen, die davor oder danach kommen könnten oder gewesen sind, sollten wir vorerst zwar andeuten aber nicht "auf Teufel komm raus" erkennbar machen wollen.

[Halman]

im flachen und offenen Fall ist die Vorstellung eben nicht richtig, dass die Anfangssingularität unendlich klein gewesen wäre. Vielmehr lässt sich über ihre räumliche Größe gar keine Aussage machen. Man kann nur feststellen, dass der Skalenfaktor null war. D.h. zwei Testteilchen, die nach dem Urknall eine endliche Entfernung voneinander haben, haben im Augenblick der Anfangssingularität die Entfernung null. Man sieht hier wieder, was für nichttriviale Gebilde Singularitäten in der ART sind.

Das verstehe ich nicht. Wenn die Entfernung von Testteilchen null beträgt, wieso folgt daraus nicht, dass die Singularität nulldimensional ist?

nein, das wird es nicht. Da steht lediglich, dass die Inflation das Universum geglättet hat, nicht aber, dass der Glättungsfaktor unendlich groß gewesen wäre. Als Vergrößerungsfaktor wird 10^25 genannt - das ist viel, aber eben nicht unendlich viel.

Danke für den Hinweis.

Bedeutet dies für Lindes Modell von der ewigen Inflation, dass der Raum global im ganzen Mulitversum zwar flach ist, aber in der Domäne, von der unser beobachtbares Universum ein Teil ist, gekrümmt ist (wenn auch nur schwach).

Was hälst Du eigentlich von der Kritik, die Paul J. Steinhardt gegen die Inflations-Theorie im Artikel vorträgt?

---

Ich glaube das Univerum wurde von einer höheren transzendalen Macht erschaffen, damit wir darin Spaß haben können, wahrscheinlich, indem es aus einem unglaublich dichten und heißen Punkt der angefangen hat zu expandieren entstanden ist oder einfach so auftauchte (und sich ausdehnt, wohin auch immer).

Das unser Universum einen Anfang hat, dürfen wir afaik als gesichert betrachten.

Dass es schon immer da war und unendlich ist kann ich mir aber keineswegs vorstellen.

Kannst Du dir die transzendale Macht vorstellen, die imstande ist, das Universum zu erschaffen?

Unser begrenztes, menschliches Vorstellungsvermögen scheint mir kein geeigerter Maßstab für die Bewertung dessen zu sein, was möglich ist und was nicht.

[EREIGNISHORIZONT]

Dass es schon immer da war und unendlich ist kann ich mir aber keineswegs vorstellen.

Warum nicht?
Mich würde das schon interessieren, warum du dieses auschließt, bzw. nicht dir vorstellen kannst.

[Psi-Warden]

Ich glaube das Univerum wurde von einer höheren transzendalen Macht erschaffen, damit wir darin Spaß haben können, wahrscheinlich, indem es aus einem unglaublich dichten und heißen Punkt der angefangen hat zu expandieren entstanden ist oder einfach so auftauchte (und sich ausdehnt, wohin auch immer). Dass es schon immer da war und unendlich ist kann ich mir aber keineswegs vorstellen.

[Agent Scullie]

Wenn ich dies recht verstehe, enstand durch den Urknall aus der unendlich kleinen Anfangssingularität, die eine unendlich kurze Zeit bestand, ein unendlicher Raum mit verschwindener Krümmung.

im flachen und offenen Fall ist die Vorstellung eben nicht richtig, dass die Anfangssingularität unendlich klein gewesen wäre. Vielmehr lässt sich über ihre räumliche Größe gar keine Aussage machen. Man kann nur feststellen, dass der Skalenfaktor null war. D.h. zwei Testteilchen, die nach dem Urknall eine endliche Entfernung voneinander haben, haben im Augenblick der Anfangssingularität die Entfernung null. Man sieht hier wieder, was für nichttriviale Gebilde Singularitäten in der ART sind.

Wenn ich an den Urknall denke, kommt mir immer der Luftballon in dem Sinn. Je größer dieser aufgeblasen wird, je kleiner ist die Krümmung des Gummi-Raumes.

dieses Bild ist eben nur im geschlossenen Fall brauchbar. Nicht mit flachen und nicht im offenen.

Aber wie kann es sein, dass sich die Anfangssingularität instantan zum unendlichen und expandierenden Raum wandelt?

das hat sie nicht. Sie war nicht unendlich klein.

Hm - in einem Artikel Kosmische Inflation auf dem Prüfstand aus "Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011" wird dies aber anders dargestellt

nein, das wird es nicht. Da steht lediglich, dass die Inflation das Universum geglättet hat, nicht aber, dass der Glättungsfaktor unendlich groß gewesen wäre. Als Vergrößerungsfaktor wird 10^25 genannt - das ist viel, aber eben nicht unendlich viel.

[Halman]

Kosmische Inflation

möglicherweise stellst du dir das insgeheim so vor, dass unmittelbar nach dem Urknall des Universum eine endliche Gesamtgröße hatte, und wunderst dich dann, wie diese endliche Gesamtgröße irgendwann zu einer unendlichen Größe anwachsen konnte.

Genau, so stellte ich es mir vor.

In Modellen mit aktual unendlichem Universum war die Gesamtgröße aber zu keinem Zeitpunkt nach dem Urknall endlich. Zu jeder Zeit was das Universum unendlich groß, egal wie kurz nach dem Urknall die jeweilige Zeit war. Es ist also keine endliche Größe irgendwann zu einer unendlichen Größe angewachsen, vielmehr war die Größe stets unendlich, von Anfang an. Die Expansion des Universums definiert sich in solchen Modellen nicht global als Anwachsen des Gesamtvolumens, sondern lokal durch die Zunahme der Abstände zwischen den Galaxien, oder, auf die Ära vor der Galaxienbildung bezogen, der Abstände zwischen Testteilchen.

Wenn ich dies recht verstehe, enstand durch den Urknall aus der unendlich kleinen Anfangssingularität, die eine unendlich kurze Zeit bestand, ein unendlicher Raum mit verschwindener Krümmung.

Wenn ich an den Urknall denke, kommt mir immer der Luftballon in dem Sinn. Je größer dieser aufgeblasen wird, je kleiner ist die Krümmung des Gummi-Raumes. Eine unendlich kleine - d.h. verschwindene Krümmung hätte also einen unendlich großen Raum zur Folge.

Aber wie kann es sein, dass sich die Anfangssingularität instantan zum unendlichen und expandierenden Raum wandelt?

nein, mit der Inflation hat das überhaupt nichts zu tun. Das flache und offene Friedmann-Modell, also jene beiden Modelle mit aktual unendlichem Universum, gab es schon lange vor dem Aufkommen der inflationären Szenarien. Insbesondere wird ein anfänglich endliches Universum (geschlossens Friedmann-Modell) auch durch die Inflation nicht unendlich.

Hm - in einem Artikel Kosmische Inflation auf dem Prüfstand aus "Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011" wird dies aber anders dargestellt (es sei denn, ich habe ihn falsch verstanden):

Die potenzielle Energie des Inflatons kann eine beschleunigte Expansion des Universums verursachen und es dabei glätten und »verflachen« - vorausgesetzt, das Feld bleibt lange genug (10^-30 Sekunden) auf dem Plateau, um das Universum in jeder Richtung um einen Faktor von mindestens 10²⁵ zu strecken. ...

Die Inflation glättet das Universum ähnlich einem Gummituch, das bei straffer Spannung seine Falten verliert - zumindest weit gehend. ...

[...]

Zweitens erklärt die Inflation, warum das All heute so gleichförmig und geometrisch »flach« ist. Niemand weiß, wie es unmittelbar nach dem Urknall aussah, aber wegen der Inflation muss man das gar nicht wissen, denn die Phase der beschleunigten Expansion dehnte das Universum in die richtige Form.

[EREIGNISHORIZONT]

Dennoch liegt es in der Natur des Menschen, immer nach einen "Warum" zu fragen und immer weiter zu bohren. Die Frage nach einem "Vorher" mag bedeutungslos sein, da die Zeit mit dem Urknall begann, aber die Frage danach, wieso überhaupt der Beginn stattfindet, erscheint mir keineswegs bedeutungslos. Andere kosmologische Modelle versuchen darauf eine Antwort zu finden.

Sehe ich auch so.
Zumal die Frage nach dem "Warum" auch nicht an eine Zeit oder einen Raum gekoppelt ist, wie halt die temporären Aspekte.

Ich habe mir mal Gedanken um den Begriff "Ursache" gemacht, also was in diesem Wort eigentlich enthalten ist.
"Ur" bezeichnet ja quasi den Anfang, oder besser das "reine uund unbeeinflusste". "Sache" ist klar, was auch eine Begebenheit darstellen kann.
Also suchen wir mit dem Begriff "Ursache" den unbeeinflussten, von sich selbst erzeugten Zustand, welcher widerum all das weitere ermöglicht. Hat ja fast was göttliches, dieser Begriff.

[Halman]

Aus meiner Sicht ergibt sich zunächst eine zentrale Frage: Können wir überhaupt Ereignisse erforschen, die sich außerhalb unseres Universums abgespielt haben?

Da Du hier auf die Urknall-Theorie Bezug nimmst, nehme ich an, dass Du mit "außerhalb" jenseits der Raumzeit meinst. Dies dürfte unserer Erforschung unzugänglich sein.

Die Frage nach dem "Warum?" hinter dem Urknall ist solch eine Frage.

Meine Fragen formulierte ich bewusst so, dass sie nicht zwingend auf ein "hinter dem Urknall" abzielen. Meine Warum-Fragen nach der Anfangssingularität und der Expansion können durchaus als Fragen aufgefasst werden, die nach der theoretischen Herleitung innerhalb des Geltungsbereiches der Urknalltheorie fragen. Afaik liefert die Theorie hierfür keine Antworten, sondern setzt diese vielmehr als Anfangsbedingungen voraus, die postuliert werden müssen, damit die Urknalltheorie überhaupt funktioniert.
Meine Fragen machen imho deutlich, worin der Urknall "unelegant" erscheint.

Wenn wir den Urknall als den Beginn der Raumzeit und unserer physikalischen Welt ansehen, dann ist die Frage nach dem "Warum" und "Vorher" bedeutungslos, denn ein "Vorher" gab es nicht und selbst wenn, so hätten wir keine Werkzeuge, um es zu beschreiben.

Dennoch liegt es in der Natur des Menschen, immer nach einen "Warum" zu fragen und immer weiter zu bohren. Die Frage nach einem "Vorher" mag bedeutungslos sein, da die Zeit mit dem Urknall begann, aber die Frage danach, wieso überhaupt der Beginn stattfindet, erscheint mir keineswegs bedeutungslos. Andere kosmologische Modelle versuchen darauf eine Antwort zu finden.

- - - Aktualisiert - - -

Gab es denn eines? Ist unser Konzept von Zeit und Raum über den Urknall hinaus überhaupt anwendbar? Ich habe da meine Zweifel.

Laut der klassischen Urknalltheorie gibt es KEIN Vorgängeruniversum. Modelle mit einem zyklischen Universum kennen aber ein Vorgängeruniversum. Laut dem Big Bounce (in diesem gibt es im Unterschied zum Big Bang KEINE Anfangsingularität) entstand unser Universum aus einem Vorgängeruniversum. So ein Universum, wie es Bakkad Baran voraussetzte, liegt allerdings in der Vergangenheit.

[Liopleurodon]

Ein Vorgängeruniversum liegt in der Vergangenheit.

Gab es denn eines? Ist unser Konzept von Zeit und Raum über den Urknall hinaus überhaupt anwendbar? Ich habe da meine Zweifel.

[xanrof]

Die "mathematische" Diskusion wurde verschoben:

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/74628-bedeutung-unendlich-null-3.html#post2848404

[Halman]

ich für meinen teil denke das raum und mathematik nichts miteinander zu tun haben, jedoch kann man den raum mittels mathematik berechnen.

Meines Wissens wurde der physikalische Raumbegriff der Geometrie entlehnt und sie gehört zur Mathematik.

und wenn man einen punkt als unendlich klein ansieht dann vermutlich auch nur mathematisch, weil irgendwann ist ja kein raum mehr da der kleiner werden könnte - esseiden er geht in eine andere richtung weiter wo er wächst so wie der raum unseres universums - jedoch scheint es für uns immer kleiner zu werden.

dieser punkt könnte auch der übergang zu einem anderen oder vorgängeruniversum sein.

Ein Vorgängeruniversum liegt in der Vergangenheit. Der "Punkt" müsste also raumzeitlich in die Vergangenheit führen. Denkst Du dabei an eine kausale Schleife, in der die Raumzeit so stark gekrümmt ist, dass die fernste Zukunft in die fernste Vergangenheit mündet?
Vielleicht so ähnlich, wie hier im FAZ-Artikel Sind Zeitreisen möglich? beschrieben?

uwas wenn unser universum sich quasi jedesmal umstülpt wie ein socken den man dreht. eine gewisse zeit dreht man ihn in eine richtung, irgendwann ist schluss und man fängt an ihn wieder zu drehen. das universum könnte sich also irgendwann wieder zusammenziehen und in die entgegengesetzte richtung expandieren. für uns hätte es keinen unterschied da jeder raum positiv expandiert und nur vom anderen aus gesehen negativ kleiner wird

Dies wäre in etwa vergleichbar mit einer Ausdehung in "entgegengesetzer" Richtung. Diese wäre, wie Du bereits selbst festgestellt hat, positiv. Die kleinste Größe wäre beim Nullpunkt erreicht, dieser wäre auch in Deinem Modell weiterhin unendlich klein, wohingegen die Expansionen in beiden "Richtungen" größer als Null wären.

Gibt es noch eine andere Motivation, ein "Socken-Univesum" zu ersinnen, als den verzweifelten Versucht, unbedingt eine "negative Expansion" darzustellen?

---

Friedman und Lemaitre sagen mir nichts und ich habe mich auch nicht auf sie bezogen.

Sie waren die Begründer der Urknall-Theorie. Für weitere Information habe ich Dir hier den Heise-Artikel Väter der Urknall-Kosmologie verlinkt.

[bozano]

Irrigerweise ging ich davon aus, dass klar ist, was mit "unendlich klein" gemeint ist.

Das ist ein Problem, dass man öfter antrifft. Ein Begriff wird nicht von allen gleichermaßen begriffen.

Du sprichst Zenos Paradoxon an, welches Agent Scullie erwähnt hat. Vielleicht betrachtete Lemaître aufgrund dieser Überlegung die Nullwerdung des Skalenfaktors, die sich aus der Friedmann-Lösung ergibt, nur als mathematisches Konstrukt.

Es ging mir nicht um das Zenon Paradoxon, obwohl sich das mathematisch ähnelt. Friedman und Lemaitre sagen mir nichts und ich habe mich auch nicht auf sie bezogen.

Danke für Deine Erläuterung.

Gern geschehen.