Wie kam das Universum ins Dasein?

[Agent Scullie]

ich meine das eher wie so eine art wasserkreislaufsystem.

wasser kommt aus einem hahn ( singularität ) in ein becken ( das universum - der raum/zeit ) und wird aber zeitgleich auch im abfluss ablaufen ( singularität ) und wieder aus der singularitär herrauskommen.

schon klar, dass du das so meintest, es ist aber unübersehbar, dass du dabei von der Vorstellung eines externen Zeitablaufs ausgehst, der nicht bereits Teil der Raumzeit ist. Und das hieße, dass es eine zweite Zeitdimension zusätzlich zu der schon bekannten geben müsste.

[Area51 1/2]

man könnte sich das universum villeicht auch wie ein ball vorstellen welcher mehrere dimensionsschichten oder branen hat. geben wir ihm zwei pole - singularität 1 und 2 ( welche quasi dieselbe ist, nur an zwei zeitlich und räumlichen stellen vertreten

von nr. 1 geht alles herraus - das universum dehnt sich aus - materie usw. entsteht durch abkühlen und aufeinanderprallen der atome usw.

irgendwann ist die halbe strecke erreicht ( äquator vom ball ) - alles ist soweit ausgedehnt das kein atom mehr da ist - nur strahlung - jetzt kommen wir zum punkt der wieder zur singularität hinfürt - Nr. 2, indiese alles hineinstürzt um sogleich wieder bei Nr.1 herrauszukommen, obwohl man das gefühl hat es dehnt sich weiter aus da von 1 zu 2 nur eine Richtung möglich ist - ein stetiger zeitfluss inklusive raum und materie. man könnte behaupten es geschiet alles zeitgleich. das entstehen - das ausdehen - das zusammenziehen - das vergehen

wären zeitreisen möglich könnte man auf diesen linien oder zeitpunkten reisen und sich jeden moment anschauen. das universum wäre ein insich geschlossener kreislauf - zyklisch

eine anfangszeit des zyklus: Urknall mit ÜL-Speed ? - das universum ist plötzlich überall da
eine endzeit des zyklus: der endknall - es ist förmlich weg, mit ÜL-Speed zusammensturz
in beiden fällen wäre die zeit duch die geschwindigkeit anders

Sehr interessanter Beitrag!
Da habe ich aber ein paar Fragen...

1. Wieso müssen da mehrere Dimensionsschichten existieren?
2. Kann Strahlung von Gravitation beeinflusst werden? Anders kann ich mir nicht vorstellen wie die auseinander gekommene Atome, die dann nur Strahlung sind, wieder zusammenkommen sollen. Es sei denn, da gibt es einen Rand der diese Strahlung abprallen lässt und zu einen gewissen Punkt schiebt (wie beim Inneren eines Balles oder einer Parabolantenne).
3. Gibt es dann, wenn alles nur noch Strahlung ist, überhaupt noch Gravitation?

[Halman]

Alles wird von Gravitaton beeinflusst, weil alles in der Raumzeit der Geometrie der Raumzeit folgen muss. Ist die Raumzeit gekrümmt, sind es auch die Weltlinien relativ zueinander gekrümmt, unabhängig davon, ob es sich um Testmassen oder Lichtstrahlen handelt.

Die Geometrie der Raumzeit (also die Gravitation) hängt von ihrem Gehalt an Impuls und Energie ab (Impulsenergie). Auch Strahlung trägt hierzu bei.
Ist diese isotrop, so sollte imho der Raum flach sein (was aber nicht zwingenderweise bedeutet, dass das auch für die Raumzeit gilt; diese kann auch so gekrümmt sein, dass der Raumteil des Kontinuums eine verschwindene Krümmung aufweist)

Wie es sich im Falle isotroper Strahlung in der Robertson-Walker-Metrik verhält, kann aber Agent Scullie sicher besser beanworten.

[Area51 1/2]

Alles wird von Gravitaton beeinflusst, weil alles in der Raumzeit der Geometrie der Raumzeit folgen muss.

Du meinst also dass wenn ein/alle Atom/e sich auf die Größe der Erde ausdehnt/ausdehnen, irgendwann wieder zusammenkommen wird/werden?

[Halman]

Du meinst also dass wenn ein/alle Atom/e sich auf die Größe der Erde ausdehnt/ausdehnen, irgendwann wieder zusammenkommen wird/werden?

Sofern die Raumzeit auf eine Weise gekrümmt ist, in der die Weltlinien wieder zusammenkommen. Aber es wäre ja auch möglich, dass dem nicht so ist.

Meine Aussage ist eher allgemeiner Natur und bezog sich auf Deine zweite Frage: "Kann Strahlung von Gravitation beeinflusst werden?" Ja, sie kann nicht nur davon beeinflusst werden, sie wird davon beeinflusst. Denke nur an das berühmte Experiment von Sir Arthur Stanley Eddington.
Am 29. Mai 1919 überprüfte er mit Kollegen eine Vorhersage von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie (/ART) und stellte fest, dass das Gravitationsfeld der Sonne das Licht von Sternen ablenkte. Die Weltlinien des Lichtes beobachteter Sterne verliefen Nachts (ohne Sonne) verschieden von den Weltlinien des Lichtes der Sterne bei Tage (die damalige Konstellation war günstig, weil die Sonne damals von uns aus gesehen am Himmel im Bereich des offenen Sternhaufens der Hyaden lag und somit einige Sterne dank der Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 in Sonnennähe zu beobachten waren).
Ein Vergleich der beoachteten Positionen der Sterne zeigte, dass die Weltlinien des Lichtes relativ zueinander gekrümmt waren (am Tage schienen die selben Sterne andere Positionen zu haben als Nachts).
Dies stimmte mit der Vorhersage der ART überein, gem. der Gravitation eine Scheinkraft ist, bei der es sich um die Krümmung der Raumzeit selbst handelt. Da auch Licht (masselose EM-Strahlung, die wohl der Strahlung entspricht, die Du in Deiner 2. Frage im Sinn hattest) Weltlinien in der Raumzeit beschreibt, muss es natürlich auch der Geometrie der Raumzeit folgen, ebenso wie Testmassen. Gem. der geometrischen Theorie der Gravitation (ART) wird auch Strahlung von der Gravitation beeinflusst. Diese Vorhersage wurde 1919 experimentell bestätigt und somit die ART, wie in vielen anderen Experimenten, belegt - aber nicht bewiesen.

[Spocky]

Du meinst also dass wenn ein/alle Atom/e sich auf die Größe der Erde ausdehnt/ausdehnen, irgendwann wieder zusammenkommen wird/werden?

Die größten Atome in unserem Universum sind die Neutronensterne. Genau genommen sind das auch nur Atomkerne, da sie keine Ladung besitzen und so gesehen das Element mit der Ordnungszahl 0 bilden. Die sind typischerweise so um die 20 km groß. Viel mehr geht nicht, weil sie dann zu einem Schwarzen Loch kollabieren.

Was mir grad durch den Kopf schießt: Quarksterne. Alles kompaktere in der Astrophysik entsteht ja durch den Kollaps von was größerem und Quarks wären die nächste Stufe. Waren Quarksterne dann nicht eine Konsequenz? Vielleicht sind viele Schwarze Löcher ja Quarksterne, deren Schwarzschildradius einfach größer ist, als ihr eigentlicher Radius und sie sind keine Singularitäten (nicht alle).

[Halman]

Das ist ein wirklich spannendes Gebiet, Spocky. Falls es Quarksterne wirklich gibt, würde dies ja bedeuten, dass es Objekte mit einer noch dichteren Materie gibt, als Neutronensterne, bei dem es sich noch nicht um Schwarze Löcher handelt.
Obwohl, wenn der Radius der Quarksterne kleiner ist wie ihr Schwarzschildradius, wären es dann nicht Schwarze Löcher?
Vielleicht handelt es sich ja bei Cassiopeia A um einen Quarkstern.

Vor einigen Jahren sah ich Nachts eine Sendung von Prof. Lesch, in der er über Quarksterne sprach. Damals erfuhr ist erstmals davon, dass sich Nukleonen (in diesem Fall Neutronen) theoretisch noch weiter verdichten lassen. (Die Sendung habe ich in diesem Posting verlinkt.)
Alpha Centauri - Was sind Quarksterne - Folge 111 - YouTube

[Spocky]

Sobald der Schwarzschildradius außerhalb des Objektradiusses liegt hast du ein Schwarzes Loch, egal wie groß oder massereich es ist.

Harald Lesch hab ich früher auch immer gerne gesehen, aber irgendwann wurde ich da vorsichtiger, weil er - zumindest wenn Geologie ins Spiel kam - eben nicht immer das Richtige gesagt hat.

[Bakkad Baran]

schon klar, dass du das so meintest, es ist aber unübersehbar, dass du dabei von der Vorstellung eines externen Zeitablaufs ausgehst, der nicht bereits Teil der Raumzeit ist. Und das hieße, dass es eine zweite Zeitdimension zusätzlich zu der schon bekannten geben müsste.

im grunde passiert doch alles zeitgleich
wenn man sich an vergangene dinge erinnert geschehen sie indiesem moment - nur halt in der vergangenheit.
wir wissen das unsere sonne in etwa 5 milliarden jahen ihr leben aushaucht - nun in der zukunft passiert es grade

der einzige unterschied ist die momentane zeit - der abschnitt indem man sich aufhält / befindet. der ist nunmal zu einer bestimmten zeit innerhalb der zeit.
es gibt nur eine zeit

mit mehreren zeitdimensionen würde man sich das villeicht wie ein filmstreifen vorstellen können
jedes bild eine zeitdimension und man springt von dimension zu dimension und jede dimension hat nur einen winzigen moment existens und ein vorgegebenes bild - aber dennoch wäre es nur eine zeit die in der vergangenheit grade das universum entstehen läst, während du dich 14 milliarden jahre später grade um einen möglichen urknall in nem forum ausdiskutierst und das universum am ende seiner zeit grade untergeht um eventuell neu entstehen zu können wenn es zyklisch ist.

unsere existens und die aller materiellen dinge und energie sindin einer bestimmten zeitlinie angesetzt innerhalb der zeit.
als der urknall begann hast du in dem moment grade diesen text gelesen - und das universum ist grade in der zukunft untergegangen, auch wenn das für uns noch ewig dauert

[Area51 1/2]

Quarksterne sind sehr dichte Sterne.

Ich spreche über das Ausdehnen von Atome nicht vom Verdichten dieser.


Ab wann ist ein Atom nicht mehr als Atom zu bezeichnen?
Atome werden von eine Kraft zusammengehalten. Diese hält den Kern mit der Hülle zusammen. Wird diese aufgehoben, z.B. Elektronen die schneller als 150.000 Km/h werden, bricht das Atom auseinander. Das heißt, diese Kraft ist stärker als die Gravitation, oder?
Was könnte also diese Atome, Bzw. ihre Bestandteile, wieder zusammenbringen?
Zusammenbringen, nicht im Sinne von wieder ein Atom daraus machen sondern die Entfernung minimieren.
Aus http://particleadventure.org/german/...s/binding.html

Der Atomkern besteht aus einem zusammengepressten Protonen- und Neutronenhaufen. Weil die Neutronen keine elektrische Ladung tragen und weil sich die positiv geladenen Protonen gegenseitig abstossen, stellt sich die Frage:
Warum fliegt der Atomkern nicht einfach auseinander?
Offensichtlich ist es nicht die elektromagnetische Kraft, welche den Kern zusammenhält. Was könnte denn sonst noch in Frage kommen? Schwerkraft? Wohl kaum! Die Gravitation ist viel zu schwach, als dass sie die elektromagnetische Kraft überwinden könnte.

Danach sollte es unmöglich sein Bestandteile eines Atomes, welches auseinander gefallen ist wieder zusammenzubringen!
Gravitation kann kaum eine Hilfe sein, oder?

[Spocky]

Nein, über Gravitation kann das nicht laufen.

Es gibt zwei Arten von Kernkräften: Die schwache und sie starke. Diese wirken aber auch nur über kurze Distanz. Dafür sind beide aber auch um einige Potenzen stärker, ebenso auch die elektromagnetische Kraft.

Statisch aufgeladene Flächen können ja bestimmte Dinge gegen die Erdanziehungskraft anziehen.

[Area51 1/2]

Nein, über Gravitation kann das nicht laufen.

Es gibt zwei Arten von Kernkräften: Die schwache und sie starke. Diese wirken aber auch nur über kurze Distanz. Dafür sind beide aber auch um einige Potenzen stärker, ebenso auch die elektromagnetische Kraft.

Statisch aufgeladene Flächen können ja bestimmte Dinge gegen die Erdanziehungskraft anziehen.

Ja aber hierbei handelt es sich immer noch um Atome, oder?

[Halman]

Sobald der Schwarzschildradius außerhalb des Objektradiusses liegt hast du ein Schwarzes Loch, egal wie groß oder massereich es ist.

Ja, das ist logisch. Danke für die Klarstellung.

Ist dies bei Quarksternen der Fall?

Harald Lesch hab ich früher auch immer gerne gesehen, aber irgendwann wurde ich da vorsichtiger, weil er - zumindest wenn Geologie ins Spiel kam - eben nicht immer das Richtige gesagt hat.

Damit bestätigst Du Agent Scullies Kritik. Leider ist auch einiges, was er auf physikalischem Gebiet äußerte nicht korrekt. Seine Sendung mit den Quarksternen finde ich aber recht interessant.

im grunde passiert doch alles zeitgleich

wenn man sich an vergangene dinge erinnert geschehen sie indiesem moment - nur halt in der vergangenheit.

Die Erinnerung geschiet im Gehirn in dem Moment, in dem man sich erinnert. Dieser Vorgang ist verschieden von dem Erlebnis, an dem man sich erinnert:

• In der Vergangenheit das Erlebnis ...
• und in der Gegenwart die Erinnerung daran.

wir wissen das unsere sonne in etwa 5 milliarden jahen ihr leben aushaucht - nun in der zukunft passiert es grade

Nein, in der Zukunft wird es passieren.

der einzige unterschied ist die momentane zeit - der abschnitt indem man sich aufhält / befindet. der ist nunmal zu einer bestimmten zeit innerhalb der zeit.

Das sind die Zeitkoordinaten. Innerhalb der Zeit gibt es eine Vielzahl davon, so wie es im Raum eine Vielzahl von Raumkoordinaten gibt.

es gibt nur eine zeit

Ja, die Zeitdimension, die alle Zeitkoordinaten umfasst.

mit mehreren zeitdimensionen würde man sich das villeicht wie ein filmstreifen vorstellen können
jedes bild eine zeitdimension und man springt von dimension zu dimension und jede dimension hat nur einen winzigen moment existens und ein vorgegebenes bild - aber dennoch wäre es nur eine zeit die in der vergangenheit grade das universum entstehen läst, während du dich 14 milliarden jahre später grade um einen möglichen urknall in nem forum ausdiskutierst und das universum am ende seiner zeit grade untergeht um eventuell neu entstehen zu können wenn es zyklisch ist.

Du beschreibst hier Ereignisse innerhalb der Raumzeit. Diese haben alle verschiedene Zeitkoordinaten. Gleichzeitig würde bedeuten, dass die Zeitkoordinate identisch ist. In Deiner Analogie mit dem Filmstreifen müsste es auf den selben Bild zu sehen sein. So ein Bild ist nicht als Zeitdimension anzusehen, ebensowenig wie ein Punkt im Raum als Raumdimension anzusehen ist.
Lass uns die Zeit mit einer räumlichen Dimension vergleichen, der Länge. Auf dieser Länge können wir beliebig viele Punkte definieren - Koordinaten. Diese könnte man x₁, x₂ uw. nennen. Die Gesamtheit aller dieser Punkte umfasst hier die eindimensionale, räumliche Mannigfaltigkeit.

Nun zur Zeitdimension t. Die Bilder des Filmes entsprechen dort bestimmten Koordinaten, die man t₁, t₂ usw. nennen könnte. Die Zeitdimension umfasst die Gesamtheit all dieser Zeitkoordinaten. Sie sind mitnichten gleichzeitig, da die Zeitkoordinaten ja verschieden sind.
Der Urknall bildet den Anfang, ein Ereignis jetzt die gegenwärtige Zeitkoordinte und in ferner Zukunft liegen noch weitere Zeitkoordinten innerhalb der Zeit, zeitlich getrennt vom Jetzt und dem Urknall, aber Teil der einen Zeitdimension.

Versuche Dir die Raumzeit als etwas Seiendes Vorzustellen. Gleichzeitig wäre dann ein Schnitt durch die Raumzeit, den wir als Gegenwart beezeichnen könnten.


Bildquelle Die Entstehung des Universums durch den Urknall

In der obigen Grafik erscheint uns alles "gleichzeitig". Aber dies ist natürlich nicht der Gedanke, den die Grafik vermitteln will. Senkrecht zum Raum steht die Zeitachse, die anzeigt, dass der Raum beim Voranschreiten der Zeit expandiert. Die Raumzeit umfasst die gesamte Grafik und kann, wie nun deutlich wird, NICHT expandieren, da sie ja alles Phasen der räumlichen Expansion umfasst. Dies Phasen sind ja mitnichten gleichzeitig, da die Zeitkoordinaten ja verschieden sind.

Lass Dich hierdurch bitte nicht dazu verleiten, von einer globalen Gleichzeitigkeit auszugehen. Dies wäre im Hinblick auf die relativistische Physik problematisch, da eine globale Gleichzeitigkeit ein bevorzugtes Bezugssystem voraussetzen würde und eben dieses wird in der Relativitätstheorie negiert.

Hierzu eine einsteinische Veranschaulichung zur Erläuterung der SRT: Wenn innerhalb eines fahrenden Zuges Lichtsignale von der Zugmitte zur Front und zum Heck des Zuges gesandt werden, werden die Lichtgsignale vom einem Beoachter innerhalb des Zuges aus gesehen (bei hinreichender Genauigkeit) Front und Heck gleichzeitig erreichen.
Doch vom Standpunkt eines Beobachters am Bahnhof, durch den der Zug gerade fährt, erreichen die Lichtsignale mitnichten gleichzeitig Front und Heck. Da die Front dem Licht (der Zug fährt ja) davoneilt, und das Heck sich auf die Position, in der sich die Signalqelle zurzeit der Signalaussendung befand, zueilt, erreicht das Licht das Heck vor der Front. Ereignisse, die im Zug gleichzeitig passieren, geschehen vom Bahnhof aus betrachtet zu verschiedenen Zeitkoordinaten.

unsere existens und die aller materiellen dinge und energie sindin einer bestimmten zeitlinie angesetzt innerhalb der zeit.
als der urknall begann hast du in dem moment grade diesen text gelesen - und das universum ist grade in der zukunft untergegangen, auch wenn das für uns noch ewig dauert

Der Urknall liegt auf der frühesten Zeitkooridnate, das Lesen dieses Textes auf der gegenwärtigen und der Untergang in ferner Zukunft. Alles Ereignisse innerhalb der Raumzeit, mit verschiedenen Zeitkoordinaten innerhalb der Zeitdimension und somit mitnichten gleichzeitig, sondern zeitlich getrennt.

Ab wann ist ein Atom nicht mehr als Atom zu bezeichnen?

Ein Atom ist die kleinste Einheit eines Elements. Zerlegt man das Atom in seine Atomteilchen, ist damit das Atom nicht mehr existent.
Ähnlich wie ein Haus aus Steinen usw. besteht. Zerlegt man das Haus, hat man zwar noch alle Bestandteile, aber kein Haus mehr.

Atome werden von eine Kraft zusammengehalten. Diese hält den Kern mit der Hülle zusammen. Wird diese aufgehoben, z.B. Elektronen die schneller als 150.000 Km/h werden, bricht das Atom auseinander. Das heißt, diese Kraft ist stärker als die Gravitation, oder?

Nein, stärker als die elektromagnetische Kraft (EM-WW). Diese hält die Elektronen in der Atomhülle und ist im Übrigen auch für die Atombindungen verantwortlich.
Die Gravitation ist die schwächste der vier Grundkräfte, die auch als fundamentale Wechselwirkungen bezeichnet werden. Die EM-WW ist bei weitem Stärker.

Was könnte also diese Atome, Bzw. ihre Bestandteile, wieder zusammenbringen?
Zusammenbringen, nicht im Sinne von wieder ein Atom daraus machen sondern die Entfernung minimieren.
Aus Was geschieht im Atomkern?

Danach sollte es unmöglich sein Bestandteile eines Atomes, welches auseinander gefallen ist wieder zusammenzubringen!
Gravitation kann kaum eine Hilfe sein, oder?

Nein, wie der Artikel zeigt, ist die Gravitation viel zu schwach. Es wird eine stärkere Grundkraft benötigt, um denn Atomkern zusammenzuhalten. Diese nennt man Starke Kernkraft und diese ist auch die Stärkte der vier fundamentale Wechselwirkungen.
In der Grafik wird diese Kraft durch die "blauen Blitze" veranschaulicht.

Bildquelle Die 4 Grundkräfte der Physik

[Area51 1/2]

Wenn:

Alles wird von Gravitaton beeinflusst, weil alles in der Raumzeit der Geometrie der Raumzeit folgen muss. Ist die Raumzeit gekrümmt, sind es auch die Weltlinien relativ zueinander gekrümmt, unabhängig davon, ob es sich um Testmassen oder Lichtstrahlen handelt.

Und:

Gibt es dann, wenn alles nur noch Strahlung ist, überhaupt noch Gravitation?

Und:

Nein, wie der Artikel zeigt, ist die Gravitation viel zu schwach. Es wird eine stärkere Grundkraft benötigt, um denn Atomkern zusammenzuhalten. Diese nennt man Starke Kernkraft und diese ist auch die Stärkte der vier fundamentale Wechselwirkungen.

Wieso kann dann etwas was so weit (Atome z.B.) expandieren tut wieder zusammenkommen?
Demnach muss unser Universum für immer expandieren, oder?
Denn je größer der Abstand zwischen den Bausteinen des Kerns (und der Hülle), desto wahrscheinlicher das Atomisieren dieses. Und wenn es keine Kraft gibt die diese Elemente/Strahlung wieder in eine gewisse Nähe bringen kann kann der Big Crunsh
nie erfolgen.

Welche Kraft hält dann aber schwarze Löcher zusammen?
Wo Alles atomisiert wird und Atome auseinander zerfallen.

[Spocky]

Ja aber hierbei handelt es sich immer noch um Atome, oder?

Bei einem Neutronenstern ist die Masse so hoch, dass die Elektronen sich mit den Protonen vereinen und du nur noch Neutronen hast - daher der Name. Der Druck im Innern ist nach der Supernova nicht mehr groß genug und faktisch hast du dann nur noch einen Atomkern.

Bei einem Quarkstern würde dann wohl auch die starke Wechselwirkung durch die Gravitation überlagert werden, so dass die Neutronen zu Quarks werden (so stell ich mir das zumindest vor).

Ja, das ist logisch. Danke für die Klarstellung.

Ist dies bei Quarksternen der Fall?

Würde ich mir so vorstellen, aber wenn ich Quarksterne nachweisen könnte, dann wüsstest du ja, wo du mich am 10. Dezember finden würdest

Damit bestätigst Du Agent Scullies Kritik. Leider ist auch einiges, was er auf physikalischem Gebiet äußerte nicht korrekt. Seine Sendung mit den Quarksternen finde ich aber recht interessant.

In der Sendung "wie war Ihr 9. Mai" hat er mal davon gesprochen, dass die Gravitationswirkung eines Fußballs an der ausgestreckten Hand auf den Kopf größer sei als die Gravitation aller anderen Planeten. Ich habs mal nachgerechnet und festgestellt, dass dies beim Jupiter nicht stimmt. Da dieser aber in der damaligen Konstellation auf der anderen Seite der Sonne stand ging ich davon aus, dass er diese meinte, aber ich habs nicht wieder verifiziert, ob das sein Fehler war oder ichs nur falsch verstanden hab. In ersterem Fall wäre das so ein Punkt gewesen, ja.