Größe bei t=0 ?

Moin,

durch folgenden Hinweis von Ralf Kannenberg

>>>Zur Grösse der Murmel: Tatsächlich hatte das Universum eine Billionstel Sekunde "nach" dem Urknall mit ca. 3 cm Durchmesser die Grösse einer Murmel, doch als die Inflation anfing, war das Universum bedeutend kleiner - weit kleiner als der Durchmesser eines Protons, und zwar (Zufall ?) rund ein billionstel Durchmesser eines Protons. <<<

habe ich mir in verschiedenen Unterlagen ansehen wollen, wie eigentlich die Größe bei *absolut t=0* war.

Und da gibt es ganz *interessante* Hinweise, angefangen von: kleines Pünktchen, auf´s Engste konzentrierter Punkt, sehr enges Raumgebiet, dichtes kleines Kügelchen usw.

Ich stelle jetzt erst einmal die Frage, ob da jemand was zu sagen kann bzw. ob jemand auf neuere bessere Daten verweisen kann.


Jerry

Guten Morgen Jerry,

wenn das Universum nicht "irgendwie" an der Urlknall-Singularität vorbeigetunnelt ist, dann hatte das Universum zum Zeitpunkt t=0 einen Durchmesser d=0, was zwangsläufig zu einer unendlich grossen Energie-/Massendichte führt; so was ist physikalisch "unsinnig" bzw. mathematisch "singulär".

Freundliche Grüsse, Ralf

Mahlzeit!


Also wenn ein Gegenstand (z. B. dein Monitor) genau null Sekunden existiert ist er praktisch gar nicht vorhanden. Das schreibe ich als Otto Normalverbraucher, nicht als Wissenschaftler. Und als Otto N. habe ich immer Angst einen Krampf ins Gehirn zu bekommen wenn es um Quantenmechanik, Urknall und andere der normalen Erfahrung nicht gehorchende Dinge geht. (c;
Eine Billionstel Sekunde nach dem Urknall ca. 3 cm? Ich tippe auf ungefähr 3,141 592 653 589 793 238 462 643 383 279 502 884 197 169 399 375 105 820 974 944 592 307 816 406 286 208 998 628 034 825 342 117 067 9 cm. (c;
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Kreiszahl

Zur Quantelung der Zeit habe ich noch dies hier gefunden:
http://www.wissenschaft.de/sixcms/detail.php?id=203496

http://www.wissenschaft.de/wissen/news/205949.html

Aber leider nichts zu t = 0. Ich bin da der Meinung, daß es bei t = 0 einfach noch gar nichts und im Prinzip schon alles gibt. Singularität eben. Ich muß jetzt aber leider aufhören zu schreiben oder auch nur darüber nachzudenken denn mein Gehirn will sich schon wieder zusammenkrampfen. (c;


Tschüssikovvski!

'Null' und 'Unendlich' sind mathematisch sehr problematische Werte!

Moin,

bei Badhofer, Steyr habe ich folgendes gelesen:

Die Urgröße

Da der Urstoff ohne Bezugspunkt keine fixe Größe haben kann ( eine bestimmte Größe kann ebenfalls nur relativ zu einer Bezugsgröße sein ) müßte er unendlich klein als auch unendlich groß sein.

Jerry

Moin,

hatten wir nicht auch schonmal das Problem, das unsere Raumzeit erst durch den Urknall entstanden ist?

Wenn man die Information zugrunde legt kann man auf die Frage gar nicht antworten, weil es zur "Zeit t=0" noch keine Dimensionen gab. Erst mit t>0 kann die Größe des Universums bestimmt werden denke ich.
Der Raum und die Zeit sind ja erst mit dem Urknall entstanden, vorher existierten die Dimensionen einfach nicht. Ist zwar auch schwer, sich das vorzustellen, aber wenn die o.g. Information korrekt ist der einzige logische Schluss.

Gruß,
Tobias

Hallo

Wenn t=0 dann tut sich gar nichts.
Denn durch die Zeit definieren wir auch dies Geschwindigkeit laufender Prozesse.

Ich habe zu diesem Thema folgende Fragen (Zitat gelesen in einem Fachbeitrag einer Hochschule in Deutschland):

zum Zeitpunkt 10^-43 Sekunden war das Universum sehr klein (Temperatur: 10³² Kelvin, Dichte: 10⁹² g/cm³, Ausdehnung: 10^-33 cm).

Wenn das Universum jetzt eine Größe von d = 96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 48 x 10⁹ Lj hat und 13,8 x 10⁹ Jahre alt ist, dann wäre die Größe beim Urknall d = 6,96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 3,48 x 10⁹ Lj.

Wieso sagt man dann, daß die Ausdehnung damals 10^-33 cm war?
Wieso sagt man dann, daß die zuletzt entdeckten Galaxien in einer Entfernung von ~ 13 x 10⁹ Lj, am Rande des Universums sind?

Robinson

Oh, kann mir denn keiner helfen? Robinson

Hi Robi

ich habe mir mal erlaubt, Deine Frage hierhin zu transponieren:

http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=15937#post15937

Bin mal neugierig, ob die drauf reagieren...

 

Wenn das Universum jetzt eine Größe von d = 96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 48 x 10⁹ Lj hat und 13,8 x 10⁹ Jahre alt ist, dann wäre die Größe beim Urknall d = 6,96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 3,48 x 10⁹ Lj.

Hey Robby,

verrätst du mir, wo du diese Zahlen herhast? Es ist nämlich wie so häufig mal wieder gar nicht so einfach mit undserem guten alten Universum. Erstmal ist es so, daß wir gar nicht bis zum "Rand" des Universums schauen können.

Und dann von unserem heutigen Universum auf das Universum nahe dem Zeitpunkt des Urknalls zurückzurechnen, klappt auch nicht, denn dazu müßte man ja wissen, wie das mit der Ausdehung überhaupt genau gelaufen ist. Viele Wissenschaftler glauben heute an eine sogenannte inflationäre Phase, bei der die Ausdehnung viel größer war. Aber die genau beschreiben kann auch immer noch keiner.

Zu den Zahlen die du zitierst: Das sind "nur" die sogenannten Planck-Einheiten, (Planck-Zeit, Planck-Länge, und zusammen mit der Planck-Masse daraus Planck-Dickte). Die genannten Zahlen haben aber mt dem "realen" Universum kurz nach dem Urknall nichts zu tun. Sie stellen nur die Grenzen dar, an denen unsere heutige Physik scheitert, irgendwas zu beschreiben. Schau mal bei Wiki nach zum Thema "Planck-Einheiten.

Caro

Hey liebe Caro, danke für Deine Nachricht. Die werde ich erst einmal verarbeiten und auch in Wiki nachlesen. Falls ich dann noch was wissen möchte, dann frage ich noch weiter. Robby

Nachdem ich jetzt diese Begriffe wie <Expansion des Universums>, <Planck-Einheiten>, <Urknall / String> usw. durchgelesen habe (manchen Beitrag mehrfach), kann ich mich langsam, Schritt für Schritt, an die Sache ranwagen.

> Größe des Universums : d = 96 (+/- 4) x 10⁹ Lj / r = 48 (+/- 4) x 10⁹ Lj, damit ist nur der Raum gemeint, indem sich das für uns sichtbare Universum befindet und hier liegt die Grenze bei ~ 13 x 10⁹ Lj (zuletzt entdeckte Galaxien).
Nur daraus ergibt sich wieder eine neue Frage.
Die jetzige Ausdehnung des sichtbaren Universums erfolgt nicht mit Lichtgeschwindigkeit, zumindest sagen das die Werte der Rotverschiebung (Fluchtgeschwindigkeit). Da das Alter feststeht und dieses fast identisch ist mit der bisher bekannten weitesten von uns entfernten Galaxie, muß die Expansion doch <konstant> mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt sein. Denn in der extrem kurzen Zeitphase von 10^-33 s und 10^{-30 s} nach dem Urknall soll sich das Universum exponentiell um einen ungeheuren Faktor zwischen 10³⁰ und 10⁵⁰ ausgedehnt haben. Dennoch hätte der Bereich des heute sichtbaren Universums danach nur einen Durchmesser der Größenordnung 1 m gehabt.
Also ergibt sich daraus für mich folgende Überlegung:
1. Die Ausdehnung des jetzt sichtbaren Universums erfolgte konstant mit Lichtgeschwindigkeit, was aber von der Wissenschaft nicht favorisiert wird.
oder
2. Das Ur - Universum hatte einen entschieden größeren Durchmesser und die Expansion erfolgte in der Geschwindigkeit die wir aus der Rotverschiebung ableiten können.
oder
3. Müssen wir da zwischen der Ausdehnung des Universums und der Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien unterscheiden.

Fragen, Fragen, Fragen!  Robinson

Hallo Robby,

ich versuch mich mal an deinen Fragen, und zugegeben, die ganze Sache ist ganz schön abgehoben, aber das hat moderne Kosmologie nun mal so an sich.

Also erstmal das für uns sichtbare Universum. Das ist schon mal eine ziemlich gute Formulierung, in Wirklichkeit ist das Universum nämlich um vieles größer, wir haben aber keine Möglichkeit, diesen Teil zu sehen. Das ist noch relativ einfach einsehbar, wenn die Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit erfolgt, das Licht aus anderen Teilen des Universums aber nur mit Lichtgeschwindigkeit zu uns kommt. Auf diese Weise gibt es Teile des Kosmos, die wir einfach nicht zu Gesicht bekommen können. Das bedeutet übrigens bei weitem nicht, daß das Universum noch immer mit Lichtgeschwindigkeit expandiert, ganz im Gegenteil. Aber die inflationäre Phase, für die man abschätzt (und nicht mehr als abschätzt!), daß innerhalb von 10^-33 Sekunden sich der Durchmesser des Universums um einen Faktor von mindestens 10²⁶ (du nennst ja andere Zahlen, aber daran erkennt man ja die Unsicherheiten, die darin so stecken, wobei 10³⁰ Sekunden wohl doch zu viel sind) erhöht hat. Eben diese Inflation hat diese Teile des Universums für immer von uns abgeschnitten.

Irgendwoher hast du Zahlen für die Größe dieses sichtbaren Teils. Ich hab schon mal gefragt, wo du sie herhast, denn sie sind mit ziemlicher Sicherheit völlig nichtssagend. Kein seriöser Wissenschaftler wird die Größe des sichtbaren Universums in einer Entfernungsangabe ausdrücken. Man beobachtet entfernte Galaxien und mißt ihre Rotverschiebung. Diese Rotverschiebung läßt sich aber nicht einfach so in eine Entfernung zurückrechnen, dazu müßte die Expansion nämlich konstant abgelaufen sein, das ist sie aber nicht. Die Hubble-Konstante, die man ja als Relation zwischen Entfernung und Rotferschiebung heranzieht, ist nämlich in Wirklichkeit gar keine Konstante sondern gilt nur für das hier und jetzt und in unserer näheren kosmologischen Umgebung. Messungen der Expansion zu früheren Zeiten gestalten sich ziemlich schwierig und sind mit riesigen Fehlern behaftet, daher hat man daraus auch erst in den letzten Jahren schließen können, daß sich die Expansion derzeit beschleunigt.

Ich glaub dabei belasse ich es erstmal, beschwer dich, wenn ich's nicht gut genug erklärt hab.

Caro

Liebe Caro, mein Lebtag nicht werde ich mich beschweren, aber gib mir erstmal die Chance Luft zu holen und Deine Aussage richtig einzunorden. Wegen der genannten Daten bringe ich auch was. Danke, Robinson

So Caro, jetzt begreife ich das Ganze, zwar langsam, aber ich krieg´s in meinen Kopf.
Zu den Daten:
1.: http://www.kkgwhv-schule.kwe.de/astro/urknall.htm (im oberen Textbereich)
2.: http://de.wikipedia.org/wiki/Universum (rechts in der Spalte, die Größe des Universums)
3.: http://de.wikipedia.org/wiki/Inflationstheorie (im 2. Absatz)

Da ich jetzt ja schon von Dir viel gelernt habe, kommen mir Zweifel an den aufgeführten Werten und Daten; nur das wäre natürlich nicht richtig, solche Dinge festzustellen oder sogar zu behaupten. Ich werde mich an Deine Daten halten, da bin ich auf der sicheren Seite.

Die nächsten Fragen aber kommen noch; ich muß sie nur noch in die richtige Reihenfolge bringen. Ich freue mich schon auf die Antworten von Dir.  Robby

Hallo Caro

danke für Deine interessanten Erklärungen.

Ich gebe zu und sage es auch immer wieder, damit mich niemand für einen "Möchtegern-Astronomen" hält:

Ich bin ein interessierter Laie, der sich relativ intensiv mit dem komplizierten Kosmos "auseinandersetzt", da das All ja unser aller Heimat ist.

Also, doch noch ne einfache Frage.
Du schreibst:

Das ist noch relativ einfach einsehbar, wenn die Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit erfolgt, das Licht aus anderen Teilen des Universums aber nur mit Lichtgeschwindigkeit zu uns kommt

Tönt ja wirklich gut, aber "Überlichtgeschwindigkeit" ?
Nochmals: Die Expansion des Universums erfolgt/e mit "Überlichtgeschwindigkeit" ?

Das ist mir zu hoch. Bekanntlicherweise ist die Lichtgeschwindigkeit das höchste Mass aller Dinge in Sachen Geschwindigkeit. Da widersetzt sich ja der Kosmos glatt der RT.....

Rotiert jetzt der Einstein im Grab, oder wie oder was  ?  

Hallo Robby

Deine drei Links habe ich auch gelesen, daraus aus Wiki:

Inflationäres Universum bezeichnet eine Phase extrem rascher Expansion des Universums, von der man annimmt, dass sie unmittelbar nach dem Urknall stattgefunden hat.

Je nach zugrunde liegenden Annahmen begann sie zwischen 10-43 s, d.h. der Planck-Zeit, und damit dem Beginn des Urknalls selbst, und 10-35 s und dauerte bis zu einem Zeitpunkt zwischen 10-33 s und 10-30 s nach dem Urknall. In dieser Zeit soll sich das Universum exponentiell um einen ungeheuren Faktor zwischen 1030 und 1050 ausgedehnt haben. Dennoch hätte der Bereich des heute sichtbaren Universums danach nur einen Durchmesser der Größenordnung 1 m gehabt. Anschließend setzte das Universum seine Expansion im Rahmen des Standard-Urknall-Modells fort wie von den Friedmann-Gleichungen beschrieben.

Durchmesser ein Meter .., WOW !

Neugierig
 

Moin Rolli,

dank der Fragen von Robby und der Antworten von Caro habe ich jetzt auch begriffen, daß wir in der Titulierung einen Unterschied machen sollten. Wir müssen vom *sichtbaren Universum* und vom *gesamten Universum* (oder so ähnlich benannt) sprechen. Denn das *gesamte Universum* ist im Urzustand innerhalb einer extrem kurzen Zeit expandiert und erst danach sind die Galaxien entstanden. Ab diesem Zeitpunkt ist die max. Geschwindigkeit = die Lichtgeschwindigkeit. Der Vorsprung, den sich damals das *gesamte Universum* durch diese *überlichtschnelle* Expansion herausgeholt hat, können wir ja nicht mehr aufholen, denn jetzt dehnen sich beide, daß *sichtbare Universum* und das *gesamte Universum* zeitgleich aus. Deshalb ist also das *sichtbare Universum* begrenzt und auch das *gesamte Universum*, aber halt nur mit einem größeren Durchmesser bzw. Radius.

Jerry

Hallo Jerry

nun, ich kann diesem Modell schon folgen, sinngemäss.
Nur die Vorstellungskraft reicht nicht aus, ein sich mit "überlichtgeschwindigkeit ausbreitendes Universum", oder "frühexpandierendes" All zu begreifen, dass dann selenruhig ab einem Meter Durchmesser sich mit normalen Naturgesetzen ausbreitet. Klar, da spielen angeblich noch mindesten 7 zusätzliche Dimensionen mit, die anscheinend die RT ausser Kraft setzt.

Aber gut, es bleibt ja nichts anderes übrig, den Experten zu folgen und zu warten, bis einem der Harald Lesch das Ganze in verständlichen Worten erklärt...

 8-)

Hallo Robby

Hier die Antworten in astronews.com Forum, kurz und unmissverständlich. Ich hoffe meine Antwort ist in Deinem Sinn:

jonas  

Den einzigen mathematischen Zusammenhang, den ich bei den Zahlen gefunden habe ist folgender: Durchmesser 96E9 Lj/13,8E9 Jahre=~6,96 bzw. 48/13,8=~3,48.

Ich kann dieser Rechnung auch nicht wirklich folgen, oder verstehen, was albert da im Kopf hatte. Vielleicht teilt er uns ja noch mit, woran er dachte, oder erklärt hier im thread, dass er 'nen Tornadowirbel im Kopf hatte, der ihm die Gedanken verwirbelte.
    
ouzo  

Zitat von albert  
Hallo

Wenn das Universum jetzt eine Größe von d = 96 x 109 Lj, bzw. r = 48 x 109 Lj hat und 13,8 x 109 Jahre alt ist, dann wäre die Größe beim Urknall d = 6,96 x 109 Lj, bzw. r = 3,48 x 109 Lj.  


Das ist mir auch unklar.
    

ouzo

albert  

Hallo jonas/ouso

sorry, da habe ich wieder mal in meinem jugendlichen Eifer eine Frage gestellt ohne vorher richtig zu lesen !
 
Ich will mich bessern.. :-/

albert  

Um Missverständnissen vorzubeugen: Da Albert und ich uns gut kennen, erlaube ich mir, manchmal seinen Nicknamen zu benutzen

 

Hey Leuts,

also um das mal klarzustellen: Mein Kosmologie-Expertentum beschränkt sich auf zwei Vorlesungen, die ich vor drei Jahren mal zu dem Thema gehört habe (plus eine ART-Vorlesung, die ich aber abgebrochen habe   ). Demnetsprechend sollte ein einen ganzen Haufen Leute geben, die sich damit besser auskennen; und ich bleibe lieber bei meinen guten alten Sternen, die sind etwas greifbarer

Ich denke mal, das größte Problem an der ganzen Angelegenheit mit der Kosmologie ist, das irgendwo unser menschliches Vorstellungsvermögen streikt. Ich komme da eingentlich schon bei "der Raum expandiert" an meine Grenzen, denn sinngemäß bedeutet das ja, daß ich die Kantenlänge eines Raumes messe, irgendwann später aber nicht messen kann daß der Raum größer geworden ist, weil das mit Lineal mitexpandiert ist. (Wohlgemerkt sinngemäß. Die gute alte elektromagnetische Wechselwirkung die unser aller Körper zusammenhält, siegt über die Expansion, gleiches gilt für die Gravitation in gewissem Maße: Galaxien werden bei der Expansion des Raumes also nicht größer, aber ihr Abstand untereinander ändert sich.)

Hinzu kommt, daß sich für die Beschreibung von kosmologischen Vorgängen dann Begriffe eingebürgert haben, die eigentlich eine andere Bedeutung haben, und duch ihre Wortherkunft einen ganz anderen sachverhalt suggerieren. Nehmen wir mal die gute alte "Fluchtgeschwindigkeit", die aus der Rotverschiebung einer Galaxie abgeleitet wird. Da denkt man ganz automatisch "die Galaxie bewegt sich von uns weg", tut sie aber nicht. Genauso ist es mit der Expansion selber. Die dürften wir eigentlich gar nicht in Geschwindigkeiten ausdrücken, denn Geschwindigkeiten sind immer etwas, das relativ zu einem Bezugspunkt abläuft, was die Expansion ja aber schlechterdings tun kann, wenn sie *überall* stattfindet. Dementsprechend wird man in wissenschaftlichen Veröffentlichungen auch so einen Ausdruck wie "Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit" nicht finden, stattdessen wird der der Wissenschaftler sowas sagen wie "der Skalenfaktor hat sich von soundsogroß nach soundsogroß entwickelt", denn die Kosmologen benutzen den sogenannten kosmologischen Skalenfaktor R zur Beschreibung der Größe des Universums. R ist die Größe des Universums im Verhältnis zur Größe des Universums jetzt, entspricht also auch dem Faktor, mit dem sich die Größe meines Linieals ändert. Derzeit haben haben wir also R = 1, früher war R kleiner, und R wird größer werden. Damit verkneift man sich sämtliche Angaben, die einen exakten Zahlenwert für die Größe des Universums zu irgendeiner Zeit erfordern, sondern rechnet relativ. Ganz mathematisch wird die Expansion dann durch die Ableitung von R nach der Zeit beschrieben.

Solche wissenschaftlich-mathematischen Beschreibungen sind dann zwar korrekt, helfen aber bei der Anschaulichkeit, besonders für jemanden, der das mathematische Grundgerüst dahinter nicht nachvollziehen kann/will, überhaupt nicht weiter  

Caro

Moin Albert, moin Rolli,


Wenn das Universum jetzt eine Größe von d = 96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 48 x 10⁹ Lj hat und 13,8 x 10⁹ Jahre alt ist, dann wäre die Größe beim Urknall d = 6,96 x 10⁹ Lj, bzw. r = 3,48 x 10⁹ Lj.

Na diese Rechnung ist doch wohl eindeutig: Wenn das Universum jetzt einen Durchmesser von 96 Milliarden Lichtjahren hat und 13,8 Milliarden Jahre alt ist, hatte es im Zeitpunkt 0 den Durchmesser von 6,96 Milliarden Lichtjahren.
96 geteilt durch 13,8 gleich 6,96, bei angenommener gleichbleibender Ausdehnungsgeschwindigkeit.

Aber diese Rechnung hat sich erübrigt, da so nicht gerechnet werden darf, das haben wir jetzt ja aus Caro´s Beiträgen gerlernt, ausserdem ist mit den Daten vorsichtig umzugehen, denn sie basieren ja nur auf Annahmen und sind nicht nachgewiesen. Ob das überhaupt möglich ist, steht in den Sternen.

Jerry

Hi Jerry

Aber diese Rechnung hat sich erübrigt, da so nicht gerechnet werden darf,

Genau. Und da ja scheinbar die Expansion des Universums im Anfangsstadium mit "Überlichtgeschwindigkeit" stattfand, ist eben alles anders.

 

Hey Rolli,
vergiß doch einfach mal das Wort Überlichtgeschwindigkeit in diesem Zusammenhang, denn es hat sich ja nichts bewegt.

Gut, wenn man von den groben Zahlenwerten ausgeht, also Expansion von der Plancklänge ausgehend um einen Faktor 10²⁶ (oder mehr...) innerhalb von 10^-33 Sekunden, bedeutet das mehr oder weniger, das Universum hätte in diesem Falle in den 10^-33 Sekunden 10^-9 Meter zugelegt (von 10^-35 Metern ausgehend...). Dabei sollte man es einfach belassen. Die Umrechnung "Durchmesser-Dazugewinn" pro Zeit (also in Einheiten einer Geschwindigkeit), was dann ungefähr 3.3*10¹² fache Lichtgeschwindigkeit wäre, ist völlig irreführend, wenn man sie wirklich als Geschwindigkeit auffaßt.

Caro

Hi Caro

denn es hat sich ja nichts bewegt.

Dein Wort in Gottes Ohr

Wieso?
Es hat sich grotesk viel Bewegt: Ein ganzes Universum bis auf einen Durchmesser von ca. 1 Meter...

Aber gut Spass beiseite, offensichtlich hat sich bis heute das Universum schön breit auseinandergefächert, das ermöglicht uns Menschen mit Hilfe von Teleskopen, das All in seiner ganzen Pracht zu beobachten.

Spekulieren wir mal, dass zum Zeitpunkt des Urknalls viele, viele andere Universen geboren wurden, dergestalt, dass jetzt unzählige Alls ineinander verkeilt sind und sich gegenseitig befruchten.

Das ist doch eine einfache Lösung der dunklen Materie, die wir Menschen einfach noch nicht verstehen.

Hurraa, ich bin Nobelpreis-würdig...!

(Oder nicht? )