Urknall

[Matze_CGS]

Ich versuche mal die Arbeit zu finden, in der die Evolution ganzer Universen simuliert wurde. Einmal kam sogar unseres dabei heraus

[Agent Scullie]

Hast du auch alle fünf Teile dir angeuckt?

nein, habe ich nicht. Wenn du der Meinung bist, ein Teil könnte für mich interessant sein, kannst du mir ja sagen, welcher. Am besten mit Zeitindex, wo es interessant wird.

[RTW112]

nein, habe ich nicht. Wenn du der Meinung bist, ein Teil könnte für mich interessant sein, kannst du mir ja sagen, welcher. Am besten mit Zeitindex, wo es interessant wird.

Teil 3 ist gut besonders ab 4.18rum da geht es um das verhalten in kleinsten raum in nano bereichen und viel kleiner was ja mit Urknall viel gemeinsam hat

Finde die 5 Teile echt gut, den man muss ja erst bescheid wissen wie sich kleinen dinge verhalten und was da ist um überhaupt an ein extrem kleinen Punkt wie der Urknall zudenken. Meiner Meinung nach

[Agent Scullie]

Teil 3 ist gut besonders ab 4.18rum da geht es um das verhalten in kleinsten raum in nano bereichen und viel kleiner was ja mit Urknall viel gemeinsam hat

da geht es doch um Quantengravitationseffekte, die auf kleinen Skalen zu quantenmechanischen Fluktuationen der Raumzeit-Metrik führen. Von solchen Effekten erhofft man sich, dass sich Singularitäten wie die Urknall-Singularität vermeiden lassen, da die Raumzeit nicht mehr klassisch behandelt werden kann. In der Loop-Quantengravitation ist es ja auch tatsächlich schon gelungen, zu zeigen, dass keine Urknall-Singularität auftritt.

Leider greift dieser Prof. Stöcker auf das bei populärwissenschaftlichen Autoren beliebte, aber vollkommen falsche Bild zurück, Vakuumfluktuationen als ständiges Entstehen und Verschwinden virtueller Teilchenpaare zu schildern. Tatsächlich bedeuten solche Vakuumfluktuationen einfach nur, dass die Feldstärken aller Felder im Vakuumzustand, wo keine Teilchen vorhanden sind, nicht gänzlich verschwinden, sondern mit einer quantenmechanischen Unschärfe behaftet sind, so dass die Felstärken mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ungleich Null sind. Der angebliche Nachweis der Teilchenpaare, von dem Herr Stöcker spricht, ist der Nachweis des Casimir-Effekts, bei dem sich zwei dicht zusammenliegende Metallplatten gegenseitig anziehen, weil die Vakuumenergie, die Gesamtenergie aller Felder im Vakuumzustand, im Zwischenraum zwischen den beiden Platten, umso niedriger wird, je enger die Platten zusammen sind.

Auch ist seine Klassifikation der Theorien, die sich mit Quantengravitationseffekten befassen, etwas eigentümlich, er unterscheidet zwischen Quantengravitation, Supergravitation und Supersymmetrie. Nun ist aber Quantengravitation der Oberbegriff für alle Ansätze einer quantenmechanischen Beschreibung der Gravitation, und nicht ein Ansatz neben anderen. Die Supergravitation ist der Versuch einer Quantengravitations-Theorie auf der Grundlage der Supersymmetrie, die Supersymmetrie für sich genommen behandelt gar keine Gravitationseffekte, sondern ist eine Theorie über eine Symmetrie zwischen den Teilchenfamilien der Fermionen und Bosonen. Die beiden aktuellen Kandidaten für die Quantengravitation, die Superstringtheorie (hier spielt wieder die Supersymmetrie mit rein) und die Loop-Quantengravitation, lässt er völlig unerwähnt.

[RTW112]

Hmm das weiss ich nicht, habe nichts Studiert oder drauf was gelernt. Also kann ich das nicht beurteilen was er da so sagt.
Ich bildet mich ja mehr oder weniger hier durch das Forum weiter. Deswegen finde ich das schön das ich mich hier her gefunden habe und von euch dazu lernen kann.

[RTW112]

Habe mir gerade was überlegt (wieder mal^^). Können wir überhaupt in die Vergangenheit des Kosmos gucken bis zum Punkt null?

Denn wir sehen ja aus unseren Standpunkt in Kosmos das was mal passiert ist was aber derzeit schon nicht mehr existiert. Somit müsste man doch an Rand unseres Universum reisen und von dort aus in das Zentrum des Kosmos gucken um die 13,7Millarden Jahre komplett sich anzugucken.

Soweit ich weiss sind wir mit unsere Galaxie nicht am Rande unseres Kosmos und somit fehlen doch (können wir nicht sehen) paar 1Millardenjahre mindestens was wir nicht sehen können weil das Licht schon vorbei gesaust ist an uns.

[LuckyGuy]

Es gibt keinen Rand und kein Zentrum des Kosmos. Oder - andere Sichtweise - jeder Punkt des Kosmos ist gleichzeitig sein Zentrum. Beide Versionen sind richtig.

An den ultimativen Ursprung des Kosmos aber können wir aus folgenden Gründen nicht sehen:

1. Die Expansion des Universums
Obwohl sich nichts schneller bewegen kann, als das Licht, führt die Expansion des Universums dazu, dass sich Objekte, die weit entfernt uns sind, sich immer schneller von uns fortbewegen (ohne, dass sie sich wirklich selbst bewegen. Die Expansion des Raumes "drückt" sie einfach von uns fort. Und je mehr Raum zwischen uns liegt, um so mehr summiert sich die Expansion). Sind sie weit genug von uns entfernt, übersteigt die "Fluchtgeschwindigkeit" die Lichtgeschwindigkeit.

Bynaus hat mal gesagt, diese Grenze liege bei ca. 14 Mrd. Lichtjahren. Alles, was weiter als 14 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt liegt, können wir nicht mehr sehen.

2. Die Dichte Universums zu Anfang
In den ersten paar hundert Millionen Jahren war die Materiedichte des Universums so hoch, dass keine Strahlung das Universum durchdringen konnte: es war Stockdunkel...

3. Und ganz zu Anfang war das Universum so winzig, dass es kleiner war, als die elektromagentischen Wellenlängen. Wo einfach kein Platz für Strahlung ist, kann man natürlich auch nichts sehen.

[Agent Scullie]

Habe mir gerade was überlegt (wieder mal^^). Können wir überhaupt in die Vergangenheit des Kosmos gucken bis zum Punkt null?

Denn wir sehen ja aus unseren Standpunkt in Kosmos das was mal passiert ist was aber derzeit schon nicht mehr existiert. Somit müsste man doch an Rand unseres Universum reisen und von dort aus in das Zentrum des Kosmos gucken um die 13,7Millarden Jahre komplett sich anzugucken.

Rand? Zentrum? Dass die Expansion des Universums eine Expansion des Raumes selbst ist, sollte ich dir doch eigentlich schon erklärt haben. Siehst du freiwillig ein, dass deine Frage Blödsinn ist, oder soll ich's dir nochmal erklären?

Um Strahlung vom Urknall aufzufangen, müssten wir Strahlung auffangen, die vom Rand - aber nicht vom Rand des Universums, sondern von dem des beobachtbaren Ausschnittes des Universums - stammt. Das scheitert aber daran, dass das Universum bis zu 300 000 Jahre nach dem Urknall undurchsichtigt war. Durch Beobachtung von Strahlung, die vom Rand des beobachtbaren Ausschnittes stammt, können wir also nur bis auf 300 000 Jahre an den Urknall herankommen. Näher geht zumindest mit EM-Strahlung nicht. Möglicherweise klappt es mit Gravitationswellen.

Soweit ich weiss sind wir mit unsere Galaxie nicht am Rande unseres Kosmos

sofern du den beobachtbaren Ausschnitt des Kosmos meinst - in dem ist unserere Galaxie trivialerweise nicht am Rand, sondern genau im Mittelpunkt. Folgt unmittelbar aus der Definition des beobachtbaren Ausschnittes (= alle Regionen des Universums, von denen wir bereits Licht empfangen konnten).


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 18 Minuten und 26 Sekunden:

An den ultimativen Ursprung des Kosmos aber können wir aus folgenden Gründen nicht sehen:

1. Die Expansion des Universums
Obwohl sich nichts schneller bewegen kann, als das Licht, führt die Expansion des Universums dazu, dass sich Objekte, die weit entfernt uns sind, sich immer schneller von uns fortbewegen (ohne, dass sie sich wirklich selbst bewegen. Die Expansion des Raumes "drückt" sie einfach von uns fort. Und je mehr Raum zwischen uns liegt, um so mehr summiert sich die Expansion). Sind sie weit genug von uns entfernt, übersteigt die "Fluchtgeschwindigkeit" die Lichtgeschwindigkeit.

dass die Fluchtgeschwindigkeit irgendwo die Lichtgeschwindigkeit überschreitet, stört aber nicht weiter. Prinzpiell können wir auch Objekte sehen, die sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Worauf es ankommt, ist, dass die Lichtlaufzeit an einer bestimmten Grenze (dem sog. Teilchenhorizont) größer wird als das bisherige Alter des Universums, d.h. von Regionen die weiter weg sind konnte uns noch kein Licht erreichen. Dieser Teilchenhorizont ist i.a. nicht mit der Grenze identisch, wo die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit überschreitet, sondern ist weiter entfernt. Um seine genaue Lage zu bestimmen, müsste man die Dynamik der Expansion einbeziehen.

Zum zweiten hat die Existenz des Teilchenhorizonts nicht zur Folge, dass wir nicht bis zum Urknall zurückschauen können, sondern im Gegenteil, sie führt eigentlich gerade dazu, dass wir es doch können. Licht, das uns vom Teilchenhorizont erreichen würde, wäre welches, das genau im Moment des Urknalls emittiert worden wäre. Da kommt uns aber das in die Quere, was du schon genannt hast:

2. Die Dichte Universums zu Anfang
In den ersten paar hundert Millionen Jahren war die Materiedichte des Universums so hoch, dass keine Strahlung das Universum durchdringen konnte: es war Stockdunkel...

Bis zu etwa 300 000 Jahren (also etwa 1000 mal weniger als ein paar hunder Millionen Jahren) war das Universum undurchsichtigt, deswegen erreicht uns kein Licht direkt vom Teilchenhorizont, sondern nur welches aus einer etwas geringeren Entfernung. Übrigens war das Universum damals nicht stockdunkel, genausowenig wie es in einer Nebelbank dunkel ist, die du mit Scheinwerfern erleuchtest. Es war im Gegenteil sehr hell, nur kam das Licht immer nur aus unmittelbarer Nähe.

3. Und ganz zu Anfang war das Universum so winzig, dass es kleiner war, als die elektromagentischen Wellenlängen. Wo einfach kein Platz für Strahlung ist, kann man natürlich auch nichts sehen.

das ist so auch nicht richtig. Erst einmal hat das Universum ja nur im Fall hypersphärischer Raumkrümmung eine endliche Größe, im flachen und hypersattelförmigen Fall ist es stets unendlich. Zum zweiten war das Universum damals auch sehr heiß, entsprechend dominierten im EM-Spektrum extrem kleine Wellenlängen, die auch in einem kleinen Universum bequem Platz fanden. Natürlich nur solange, wie man das ganze klassisch behandelt. Wie sich das in einer Quantengravitationstheorie darstellen würde, ist noch nicht geklärt.

[RTW112]

Rand? Zentrum? Dass die Expansion des Universums eine Expansion des Raumes selbst ist, sollte ich dir doch eigentlich schon erklärt haben. Siehst du freiwillig ein, dass deine Frage Blödsinn ist, oder soll ich's dir nochmal erklären?

Ich glaube ein bissel das wir uns da falsch verstehen

Was mir derzeit am Nachthimmel sehen ist ja zum teil Ereignisse die vor Millionen andere Sterne schon seit Milliarden von Jahren da geschehen ist. Derzeit sieht es ja Vorort (zur selbsten Zeit wo ich mit den Stern angucken) anderser aus.

Wenn ich ich weiter in die Vergangenheit will muss ich ja in die entgegengesetzte Richtung schauen, weil das Licht ja vorbei ist schon mit den Ereignissen die später her sind.

Darum geht es mir, eigentlich gucken wir doch richtung Rand des Universums statt in das Zentrum?

[LuckyGuy]

Sag mal, das meinst Du nicht ernst, oder?

Du willst in die andere Richtung schauen, um dem Licht , dass die Erde bereits passiert hat, hinterherzugucken?

Das wird Dir nicht gelingen... Schon allein deswegen, weil sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit von Dir fortbewegt... (Absolute Ausnahmefälle, wie Reflektion an Nebeln, mal außen vor gelassen).

Zudem kannst Du nicht zum RAND des Universums schauen, weil es gar keinen Rand gibt...

Klar? Kein Zentrum (bzw, JEDER Punkt im Universum ist sein Zentrum), und kein Rand!

Wir schauen nur in das Universum. Kein Rand, kein Zentrum.

[RTW112]

Ja ich weiss man müsste dann schneller als das Licht gucken, meinte ja nur um an den Anfang auch zugucken müssten wir frag mich nicht wie viel Lichtjahren von uns Richtung "Rand des Universum" hin reisen und von da aus gucken weil da ja gerade das erste Licht angekommen sein müsste oder?

[Agent Scullie]

Ich glaube ein bissel das wir uns da falsch verstehen

offensichtlich nicht, da du ja mit deiner unsinnigen Fragerei fortfährst:

Wenn ich ich weiter in die Vergangenheit will muss ich ja in die entgegengesetzte Richtung schauen, weil das Licht ja vorbei ist schon mit den Ereignissen die später her sind.

Darum geht es mir, eigentlich gucken wir doch richtung Rand des Universums statt in das Zentrum?

Ok, erklär ich's dir halt nochmal:
das Universum hat keinen Rand und kein Zentrum. Die Expansion des Universums ist kein Auseinanderstreben der Galaxien von einem Zentrum aus in einen umgebenden leeren Raum hinein, sondern eine Expansion des Raumes zwischen den Galaxien. Am einfachsten kann man sich das im Falle der hypersphärischen Raumkrümmung vorstellen, wo der Raum der 3D-Oberfläche einer 4D-Hyperkugel vergleichbar ist. Expansion des Universums bedeutet dann, dass diese Oberfläche anwächst. Dabei verteilen sich die Galaxien mehr oder weniger homogen über die Oberfläche, so dass auf dieser weder ein Zentrum noch ein Rand ausgemacht werden können.

Um jede Galaxie herum gibt es nun eine kugelförmige Raumregion, aus der seit dem Urknall bereits Licht zur jeweiligen Galaxie gelangen konnte. Auf unsere Galaxie bezogen nennt man diese Region den beobachtbaren Ausschnitt des Universums oder auch kurz das beobachtbare Universum. Da diese Region ein kugelförmiger Ausschnitt des Universums ist, hat sie natürlich ein Zentrum und einen Rand. In dieses Zentrum blicken können wir aber nicht, da wir uns höchst selbst genau in diesem befinden. Blicken können wir nur zum Rand, dem Teilchenhorizont. Wenn uns nun von einem Punkt in dieser Region Licht erreicht, so ist dieses Licht umso älter, je weiter dieser Punkt von uns entfernt ist, d.h. je näher dieser Punkt am Rand/Teilchenhorizont ist. Um also möglichst weit in die Vergangenheit zu blicken, müssen wir Licht empfangen, das von einem Punkt möglichst nahe am Teilchenhorizont emittiert wurde. Licht vom Teilchenhorizont selbst wäre welches, das genau beim Urknall ausgesandt wurde. Solches können wir nicht empfangen, da das Universum in den ersten 300 000 Jahren nach dem Utknall undurchsichtig war. Wir können also nur Licht empfangen, dass später, d.h. von einem Punkt etwas näher als der Teilchenhorizont, emittiert wurde. Dabei handelt sich gerade um die kosmische Hintergrundstrahlung.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 7 Minuten und 14 Sekunden:

Ja ich weiss man müsste dann schneller als das Licht gucken, meinte ja nur um an den Anfang auch zugucken müssten wir frag mich nicht wie viel Lichtjahren von uns Richtung "Rand des Universum" hin reisen und von da aus gucken weil da ja gerade das erste Licht angekommen sein müsste oder?

also fassen wir mal zusammen, was du tun willst: du willst Licht betrachten, das von einem Punkt innerhalb unseres Teilchenhorizontes emittiert wurde und daher schon Zeit hatte, zu uns zu gelangen und an uns vorbeizufliegen, und daher schon wieder auf dem Weg zum Teilchenhorizont ist (der ja kugelsymmetrisch um uns herum ist).

Und wozu soll das gut sein? Da kannst du genauso gut Licht betrachten, das vom Teilchenhorizont kommend gerade bei uns ankommt, das ist äquivalent dazu. Und beides funktioniert aus genau demselben Grund nicht: die ersten 300 000 Jahre nach dem Urknall war das Universum undurchsichtig, alles Licht wurde daher erst später ausgesandt.

[RTW112]

Aha das also die Hintergrundstrahlung das wo mit wir in die Vergangenheit gucken und nicht mit den Licht der Urgalaxien die wir gerade da sehen?

Warum war das Universum 300 000jahre nach den Knall durchsichtig? Weil es da noch keine Stern gab und sich die ersten 300 000 die sich erst gebildet haben genauso wie die Urgalaxien?

[Agent Scullie]

Aha das also die Hintergrundstrahlung das wo mit wir in die Vergangenheit gucken und nicht mit den Licht der Urgalaxien die wir gerade da sehen?

ich bin mir zwar nicht sicher, die Frage verstanden zu haben, ich versuche aber trotzdem mal zu antworten: in die Vergangenheit schauen tun wir mit beidem, mit der Hintergrundstrahlung und mit den Urgalaxien, wobei wir mit der Hintergrundstrahlung weiter kommen, bis auf 300 000 Jahre nach dem Urknall, während wir mit den Galaxien nur etwa 1 Mrd. Jahre nach dem Urknall erreichen. In der Hoffnung, dass das deine Frage war.

Warum war das Universum 300 000jahre nach den Knall durchsichtig?

undurchsichtig. Das lag daran, dass die Temperatur noch so hoch war, > 10000 K, dass die Materie ein Plasma aus Atomkernen und freien Elektronen bildete. So ein Plasma absorbiert EM-Strahlung auf allen Frequenzen und ist daher ziemlich undurchlässig. Als dann die Temperatur sank, konnten sich Atome bilden, wodurch das kosmische Medium lichtdurchlässig wurde.

Weil es da noch keine Stern gab und sich die ersten 300 000 die sich erst gebildet haben genauso wie die Urgalaxien?

was soll denn Undurchsichtigkeit mit der Existenz von Sternen zu tun haben?

[RTW112]

ich bin mir zwar nicht sicher, die Frage verstanden zu haben, ich versuche aber trotzdem mal zu antworten: in die Vergangenheit schauen tun wir mit beidem, mit der Hintergrundstrahlung und mit den Urgalaxien, wobei wir mit der Hintergrundstrahlung weiter kommen, bis auf 300 000 Jahre nach dem Urknall, während wir mit den Galaxien nur etwa 1 Mrd. Jahre nach dem Urknall erreichen. In der Hoffnung, dass das deine Frage war.

Ja das war meine Frage

was soll denn Undurchsichtigkeit mit der Existenz von Sternen zu tun haben?

Dachte nur so, weil ja nach dem Urknall sich ja nicht gleich große Staubwolken gebildet habne und ihn sich gefallen sind so das Stern ja geboren werden konnten.

Deswegen haben mir die 300 000 Jahre zugesagt das es die zeit ist wo sich Wasserstoff ect. gebildet hat und die ersten kleiner Urgalaxie entstanden sind. Wo dann auch erstes Licht abgestrahlt worden ist.

Aber mit den kleinen Galaxien hängt es ja in der Theorie noch sehr, den nach Modell Berechnungen müsste es sehr viele geben nach den Scans der Hintergrundstrahlung gibt sie aber nicht man sie auch auf Hubbelbilder nur sehr wenige.