Ort des Urknalls

[Halman]

Da schließe ich mich mal mit der Frage an: Ist das Universum ein abgeschlossenes System? Wenn ja, dann trifft doch das zu, was in Wikipedia über ein Perpetuum mobile ausgesagt wird

Der Begriff „Perpetuum mobile“ bezieht sich im klassisch physikalischen und patentrechtlichen Sinne auf ein abgeschlossenes System, in dem gemäß dem Energieerhaltungssatz keine Energie entstehen oder verschwinden kann.

Perpetuum mobile ? Wikipedia

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant.

Energieerhaltungssatz ? Wikipedia

[DJSun1981]

ist das eine Frage?

Ja, das ist eine Frage, ob das Universum ein riesiges Perpetuum Mobile ist.

[Agent Scullie]

Das Universum - Ein riesiges Perpetuum Mobile?

ist das eine Frage?

Wie wurde nach dem Urknall die Drehbewegung des Universums (bzw. der Galaxien usw...) gestartet?

eine Drehbewegung des Universums als Ganzem gibt es nicht. Nur einzelne Strukturen im Universum - wie z.B. die Galaxien - drehen sich. Die Ursache hierfür liegt in der gravitativen Bindung: stell dir zwei Objekte vor, die sich gegenseitig anziehen. Die beiden sind bestrebt, aufeinander zu zu fallen, ein direktes geradliniges Aufeinerzustürzen, das zu einer Kollision der beiden Objekte führen würde, ist jedoch sehr unwahrscheinlich, da es sehr spezielle Anfangsbedingungen erfordern würde. So dürfte z.B. keines der beiden eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu Verbindungslinie zwischen den beiden haben. Viel wahrscheinlicher ist daher, dass sie einander zu umkreisen beginnen.

Freilich wäre zu erwarten, dass in den meisten Fällen die Umlaufbahnen sehr exzentrisch, d.h. stark elliptisch, wären, da diejenigen Anfangsbedingungen, die zu exakten Kreisbahnen führen würden, ebenfalls sehr unwahrscheinlich sind. Nun besteht eine Galaxie aber nicht nur aus zwei Objekten, sondern aus ganz vielen, aus Sternen, Sternhaufen und Gaswolken. In der Entstehungsphase der Galaxie kann man davon ausgehen, dass die alle noch nicht existierten, sondern die Galaxie eine einzige große Gaswolke bildete. Eine solche kann man sich aber gedanklich wie eine Ansammlung aus ganz vielen Objekten vorstellen, die sich gravitativ anziehen. Wie bei einem Paar aus zwei Objekten kann man davon ausgehen, dass die alle um einen gemeinsamen Schwerpunkt zu kreisen beginnen. Anders als bei nur zwei Objekten würden sich exzentrische Bahnen bei ganz vielen Objekten jedoch massiv gegenseitig stören - mit dem Resultat, dass sich fast vollkommen kreisförmige Bahnen etablieren.

Oder hat schon jemand mal gesehen, dass nach einer Explosion die Einzelteile sich zu drehen begonnen haben?

ich habe noch keine Explosion gesehen, nach der zwischen den Einzelteilen nennenswerte Anziehungskräfte geherrscht haben.

[Halman]

Wie wurde nach dem Urknall die Drehbewegung des Universums (bzw. der Galaxien usw...) gestartet?

Ich vermute mal, das hierfür die Gravitation verantwortlich ist. Wenn ein Objekt z.B. in ein Schwarzes Loch stürzt, so wird es höchstwahrscheinlich in einer Spirale in das Schwarze Loch fallen und IMHO dessen Drehmoment etwas vergrößern.

So zogen auch die supermassiven Schwarzen Löcher, welche die Zentren der Galaxien bilden, Masse an. In diesen Gasnebeln enstanden Sterne, die begannen, um das zentrale Schwarze Loch zu kreisen. Diese Sterne und Gasnebel bildenten zusammen mit dem Schwarzen Loch ein immer stärker werdenes Gravitationsfeld, welches weitere Masse anzog.

Ähnlich wie bei der Sternenentwicklung und der Planetenentstehung, kam es infolge der Gravitation zur Rotation.
Bei der Entstehung von Protosternen, beginnt das aufgrund der Gravitation zusammenstürzende Gas zu rotieren. Dieses Drehmoment bleibt erhalten und überträgt sich auf den Stern und die Planeten. AFAIK gehe ich davon aus, dass dies bei den Galaxien im größeren Maßstab ähnlich geschah.

Hier habe ich mal drei Links zur Frage rausgesucht
Galaxie ? Wikipedia

Galaxien-Entstehung: Am Anfang war das Loch - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft

http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem#Die_Entstehung_des_Sonnensystems

[DJSun1981]

Das Universum - Ein riesiges Perpetuum Mobile?

Wie wurde nach dem Urknall die Drehbewegung des Universums (bzw. der Galaxien usw...) gestartet?

Oder hat schon jemand mal gesehen, dass nach einer Explosion die Einzelteile sich zu drehen begonnen haben?

[Agent Scullie]

Herzlichen Glückwunsch zu Deinem 1.000 Beitrag und Deiner wohlverdienten Beförderung zum Lieutenant jr. Grade, Agent Scullie!!!

oh, danke

Soweit ich weiß, expandierte das Universum zu Anfang schneller, worauf eine langsamere Phase folgte und in den letzten 5 Milliarden Jahren nahm die Expantion stetig zu. Vielleicht variiert diese Expantion ja wieder und verlangsamt sich erneut

das wäre eher unwahrscheinlich. Der Trick beim zunächst verlangsamt und dann beschleunigt expandierenden Universum ist ja der, dass die Dichte gewöhnlicher Materie, deren Gravitation auf die Expansion verlangsamend wirkt, bei der Expansion abnimmt, die Energiedichte der kosmologischen Konstanten aber gleich bleibt. Deswegen ist zunächst die gewöhnliche Materie dominierend, bis ihre Dichte unter die der kosmologischen Konstanten fällt, so dass die kosmologische Konstante dominant wirkt. Die Expansion wechselt dann von verlangsamt zu beschleunigt.

Der umgekehrte Vorgang funktioniert nichts, sofern nicht irgendetwas die kosmologische Konstante kleiner werden lässt.

.. (ich mag den Big Rip nicht).

wenn's dich beruhigt: eine ewig anhaltende Expansion endet ja nicht zwangsläufig in einem Big Rip. Den gibt's nur, wenn eine Phantomenergie dominant wird, deren Energiedichte bei der Expansion zunimmt. Die Dichte der kosmologischen Konstanten bleibt dagegen gleich, da gibt's dann auch keinen Big Rip.

[Halman]

Gratulation zum 1000 Beitrag!

Herzlichen Glückwunsch zu Deinem 1.000 Beitrag und Deiner wohlverdienten Beförderung zum Lieutenant jr. Grade, Agent Scullie!!!

warum "wieder"? Es ist ja nicht gesagt, dass es vor seiner Kontraktion auch irgendwann mal expandierte. Es könnte ebensogut seit ewigen Zeiten am kontrahieren gewesen sein. Eine vorherige Expansion würde auf ein zyklisches Universum hinauslaufen, das abwechselnd expandiert und kontrahiert - das würde dann noch über das Big Bounce-Szenario hinausgehen.

Stimmt, da habe ich zuviel hinein interpretiert.

derzeit ist die Expansion offenbar beschleunigt, durch den Einfluss einer kosmologischen Konstante. Wenn die nicht aus irgendwelchen Gründen kleiner wird, wird das Universum zwangsläufig auf immer weiterexpandieren, selbst wenn der Raum geschlossen gekrümmt ist.

Soweit ich weiß, expandierte das Universum zu Anfang schneller, worauf eine langsamere Phase folgte und in den letzten 5 Milliarden Jahren nahm die Expantion stetig zu. Vielleicht variiert diese Expantion ja wieder und verlangsamt sich erneut ... (ich mag den Big Rip nicht).

[Agent Scullie]

Daraus folgere ich mal, dass das vorherige Universum gemäß der Big Bounce-Theorie stark genug gekrümmt war, um wieder zu kontrahieren.

warum "wieder"? Es ist ja nicht gesagt, dass es vor seiner Kontraktion auch irgendwann mal expandierte. Es könnte ebensogut seit ewigen Zeiten am kontrahieren gewesen sein. Eine vorherige Expansion würde auf ein zyklisches Universum hinauslaufen, das abwechselnd expandiert und kontrahiert - das würde dann noch über das Big Bounce-Szenario hinausgehen.

Müsste es dann in unserem Universum nicht ebenso sein?

derzeit ist die Expansion offenbar beschleunigt, durch den Einfluss einer kosmologischen Konstante. Wenn die nicht aus irgendwelchen Gründen kleiner wird, wird das Universum zwangsläufig auf immer weiterexpandieren, selbst wenn der Raum geschlossen gekrümmt ist.

Also, dann könnte es ja unendlich viele Universen vor unseren gegeben haben und es könnten noch unendlich weitere Folgen, oder denke ich hier zu indisch angehaucht?

einem "indisch" angehauchten Denken würde eher Lindes ewige Inflation entsprechen, wo das Universum als Ganzes stets beschleunigt expandiert, und sich immer wieder Regionen verlangsamter Expansion bilden, wie die in der wir leben.

[Halman]

präziser ist es der Raum, der sich ausdehnt, nicht die Raumzeit. Die Raumzeit ist lediglich gekrümmt, nämlich gerade so, dass eine Expansion des Raumes resultiert.

Stimmt, da ist mir ein Fehler unterlaufen. Dabei hatten wir das schon mal. (#8)

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/61424-wurde-urknall-schwarzen-loch.html#post2277172

... das ohne Urknall auskommt. Stattdessen gibt es dort einen Big Bounce, bei eine vorherige Kontraktion in eine Expansion umschlug, ohne dass dabei ein Zustand einer Singularität unendlicher Dichte und verschwindender Größe des Universum auftrat, wie man ihn in der Urknalltheorie als Urknall kennt.

Dann ist der Artikel - zumindest der eine Teil, den ich zitierte - unpräzise.

Daraus folgere ich mal, dass das vorherige Universum gemäß der Big Bounce-Theorie stark genug gekrümmt war, um wieder zu kontrahieren. Müsste es dann in unserem Universum nicht ebenso sein?
Also, dann könnte es ja unendlich viele Universen vor unseren gegeben haben und es könnten noch unendlich weitere Folgen, oder denke ich hier zu indisch angehaucht?

[Agent Scullie]

Als anschauliches Beispiel dafür: ein Luftballon mit Punkten, den du aufbläst.

im Grunde richtig, jedoch beschreibt das nur den Fall, dass das Gesamtvolumen des Raumes endlich ist, weil der Raum hypersphärisch gekrümmt ist, in Analogie zur sphärisch gekrümmten Ballonhaut. Dieser Fall trifft aber nur zu, wenn die Materiedichte im Universum einen kritischen Wert überschreitet. Liegt sie unterhalb davon, ist der Raum unendlich ausgedehnt, zu jeder Zeit, er ist dann eher einer Sattelfläche vergleichbar als einer Ballonhaut. Ein Zentrum gibt es aber auch dann nicht: so unendlich wie der Raum ist, ist er auch mit Materie gefüllt, d.h. die Gesamtmasse des Universums ist dann unendlich groß. Die Expansion des Raumes definiert sich in dem Fall nicht mehr durch ein Anwachsen des Gesamtvolumens wie bei der Ballonanalogie, sondern lokal durch das Anwachsen der Abstände zwischen den Galaxien.

Beim Unsiversum dehnt sich der Raum - präziser die Raumzeit - selbst aus

präziser ist es der Raum, der sich ausdehnt, nicht die Raumzeit. Die Raumzeit ist lediglich gekrümmt, nämlich gerade so, dass eine Expansion des Raumes resultiert.

Zu den Charakteristika der Expansion des Raumes, die diese von einer Eigenbewegung der Galaxien im Raum unterscheidet, zählt z.B., dass sich nicht zu relativistischen Zeitdilatationseffekten führt. Zwei Uhren, die sich durch die Expansion des Universums voneinander entfernen, sind nicht gegeneinander zeitdilatiert, wie zwei Uhren, die durch eine Eigenbewegung auseinanderdriften.

Demnach soll es dem Physiker Ashtekar und seinen Kollegen gelungen sein, mit Hilfe der Schleifen-Quantengravitation ein Modell zu entwickeln ...

... das ohne Urknall auskommt. Stattdessen gibt es dort einen Big Bounce, bei eine vorherige Kontraktion in eine Expansion umschlug, ohne dass dabei ein Zustand einer Singularität unendlicher Dichte und verschwindender Größe des Universum auftrat, wie man ihn in der Urknalltheorie als Urknall kennt.

[Halman]

Gab es doch eine Zeit vor dem Urknall?

Irgendwann , hatte das Universum ja mal einen Durchmesser , von , sagen wir einfach mal 100.000 km.

Wenn es sich gleichmäßig nach allen Richtungen ausdehnt , müßte man dann

nicht berechnen können WO dieser Ort ist , an dem diese 100.000 km

Anfangsdurchmesser waren ???

Bestimmungen von Begriffen wie Durchmesser und Ort sind räumliche Bestimmungen.
Das wäre möglich, wenn sich eine Materiewolke in einem bestehendem Raum ausdehnen würde.

Beim Unsiversum dehnt sich der Raum - präziser die Raumzeit - selbst aus, d.h. die Abstände werden größer. Als das Universum nicht etwa 40 Milliarden Lichtjahre, sondern nur 100.000 km maß, so war das damals auch das gesamte Universum.
Zu keiner Zeit kann man ein Zentrum bestimmen, von dem alles ausgegangen wäre; man kann nur sagen, dass die Abstände zunehmen und früher kleiner waren - d.h., dass die Materiedichte höher war.

John A. Wheeler schriebt in seinem Buch "Graviation und Raumzeit" (ziemlich zu Anfang)

Noch weit aufregender aber sind die Abermilliarden von Kubiklichtjahren an Raum, die jede Sekunde das Volumen des Universums vergrößern, ...

Zu versuchen, den Ort des 100.000 km durchmessenen Universums zu bestimmen, würde dem sinnlosen Bestreben gleichkommen, herauszufinden, wo sich das Universum vor einer Sekunde in dem nun um Abermilliarden Kubiklichtjahre größeren Univerum befunden habe.
Gemessen am ständig wachsenen Gesamtvolumen ist das zwar wenig, aber von Prinzip her das Gleiche. Wo sind diese Kubiklichtjahre hergekommen, um die das Universum angewachsen ist, während ich diese Zeilen schreibe und Du diese liest?

Überall.

Quasi war dann das gesamte heute sichtbare Universum auf die Größe von 100.000 km komprimiert... d.h. alle Materie war in einem Raum dieser Größe gequetscht.

Vor dem Urknall gab es weder Raum noch Zeit, geschweige denn Licht oder Materie.

Ja, dass ist die allgemeine vorherrschende Meinung. Aber ist sie auch richtig?

Was hälst Du von diesen Spiegel-Artikel
Vor dem Urknall: Blick in Gottes letzten Schlupfwinkel - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft

Darin heißt es auszugsweise

Man habe "Fäden gefunden, die in eine frühere Zeit führen" - in die Zeit vor der Entstehung unseres heutigen Universums.

Demnach soll es dem Physiker Ashtekar und seinen Kollegen gelungen sein, mit Hilfe der Schleifen-Quantengravitation ein Modell zu entwickeln ...

... das Aussagen über ein Universum vor dem Urknall ermöglicht

[bozano]

Irgendwann , hatte das Universum ja mal einen Durchmesser , von , sagen wir einfach mal 100.000 km.

Wenn es sich gleichmäßig nach allen Richtungen ausdehnt , müßte man dann

nicht berechnen können WO dieser Ort ist , an dem diese 100.000 km

Anfangsdurchmesser waren ???

Wenn du dir mal ein 100.000 km großen Luftballon vorstellst, dann dehnt sich dieser im Raum aus. Unser Universum dehnt sich zwar auch aus aber es befindet sich nicht in einem Raum, sondern der Raum ist im Universum und der Raum dehnt sich, seit dem Urknall, aus.

[McWire]

Ich glaube , so richtig WILL ich das noch nicht verstehen

die Sache mit dem Urknall , und dem "Nichts" vorher , mag mir ja einleuchten.

(oder auch nicht)

Also gehen wir ein Stück weiter.

Irgendwann , hatte das Universum ja mal einen Durchmesser , von , sagen wir einfach mal 100.000 km.

Wenn es sich gleichmäßig nach allen Richtungen ausdehnt , müßte man dann

nicht berechnen können WO dieser Ort ist , an dem diese 100.000 km

Anfangsdurchmesser waren ???

Überall.

Quasi war dann das gesamte heute sichtbare Universum auf die Größe von 100.000 km komprimiert... d.h. alle Materie war in einem Raum dieser Größe gequetscht.

Vor dem Urknall gab es weder Raum noch Zeit, geschweige denn Licht oder Materie.

[In-U2-I-Trust]

Ich glaube , so richtig WILL ich das noch nicht verstehen

die Sache mit dem Urknall , und dem "Nichts" vorher , mag mir ja einleuchten.

(oder auch nicht)

Also gehen wir ein Stück weiter.

Irgendwann , hatte das Universum ja mal einen Durchmesser , von , sagen wir einfach mal 100.000 km.

Wenn es sich gleichmäßig nach allen Richtungen ausdehnt , müßte man dann

nicht berechnen können WO dieser Ort ist , an dem diese 100.000 km

Anfangsdurchmesser waren ???

[Orkrist]

Vor dem Urknall war nichts also auch kein leerer Raum (weil auch leerer Raum ist schon etwas) und wo nichts ist kann es auch keinen Punkt gegeben haben an dem der Urknall stattgefunden hat.