Idee: Die Geschichte des Universums

Hallo miteinander,

nachdem ich nun viele Beiträge hier durchforstet habe und bezüglich vom Ende des Universums als Beitrag (nicht wissenschaftlich fundiert) gefunden habe, gibt es meine Ideen dazu hier:

Ich definiere dabei die Zeit als eine Abfolge von Ereignissen. Das bedeutet für mich auch, dass die Zeit nicht umkehrbar, also nicht rückläufig ist.
Legt man für eine Zeiteinheit ein bestimmtes Maß an (x-Schwingungen, x-Zerfallseinheiten, etc.), kann man auch gut damit rechnen und sich die Zeit vorstellen. Das bedeutet, dass die Zeit nur ein Konstrukt ist, die uns hilft in unserem physikalischen Chaos zurecht zu kommen.
Der umgebende Raum beinhaltet dabei Elemente, die Ereignisse auslösen (Schwingungen, Zerfall, Strahlung, etc.).
Dadurch sind Raum und Zeit fest miteinander verknüpft.

Der Raum selbst beinhaltet eine Art Energie. Je wärmer der Raum ist, desto höher ist auch das Energielevel.
Für mich bedeutet es, dass Quantenfluktuation solange stattfinden kann, wie der Raum Energie besitzt. Dabei "borgt" sich das Teilchen-Antiteilchen-Paar Energie des Raumes aus, welche bei der Annihilation wieder an den Raum "zurückgegeben" wird. Faktisch "stolpert" die Raumenergie und wird als Teilchen-Antiteilchen-Paar sichtbar.
Je kälter der Raum wird, desto geringer ist die Quantenfluktuation.

Das Universum selbst ist dabei endlich. Der Raum ist dabei als Kugeloberfläche vorstellbar. Eine Kugeloberfläche ist endlich, aber besitzt keine sichtbaren Grenzen.

Zu einem Zeitpunkt t₀ besaß das Universum eine Energiemenge E_ges.
Diese Energiemenge wird im Laufe der Zeit weder mehr noch weniger. Da halte ich mich an die Thermodynamik.
Weil zu Beginn E_ges auf einen relativ kleinen Raum verteilt war, gab es eine hohe Rate an Quantenfluktuationen.
[tex]\lim_{Raum \to \0}E_ges=\infty[/tex]

Ereignisse fanden liefen in einem ungeheuer hohem Tempo ab
Die Zeit lief scheinbar schneller ab, als es heutzutage ist. Scheinbar deshalb, weil für einen Metabeobachter mit einer Metazeitmessung (nur als Gedankenkonstrukt zu verstehen) die Ereignisse in unserem Universum schneller abliefen. Für den Beobachter wäre eine Differenz von immer fest gemessen Zeitintervällen gleich.

Nun dehnt sich das Universum aus. Das bedeutet, dass sich die Grenzen (bitte die Grenze nicht als Ende des Raumes vorstellen) durch den Energiedruck verschieben.
Logisch dabei ist, dass E_ges nun auf einen größeren Raum verteilt wird.
Das bedeutet, dass der Raum abkühlt und damit auch ein niedrigeres Energielevel einnimmt, sodass nun weniger Ereignisse als zum Zeitpunkt t₀ stattfinden. Die scheinbaren Abstände von Ereignis_x t₁ zu Ereignis_x t₂ werden länger. Dies könnte auch nur ein gedachter Metabeobachter feststellen.

Mit der weiteren Ausdehnung des Raumes wird das Energielevel immer geringer. Nach der Bildung von Sternen, Planeten, Galaxien etc. folgt eine Epoche des dunklen Universums.
Alle sichtbaren Elemente sind in stabile Elemente umgewandelt wurden. Es findet dabei keine Bildung von neuen Sternen mehr statt. Die übrigen Elemente zerstrahlen/zerfallen (Energieabgabe an den Raum). In dieser Zeit sinkt dabei das Energielevel des Raumes nicht so rasch ab, da durch den "Zerfall" der Raum nicht ganz so schnell weiter abkühlt.
Über einen recht großen Zeitraum wird somit alle Materie an den Raum als Energie abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt besteht das Universum als dunkler Raum, in dem keine Materie mehr, sondern nur noch ein "Nachglimmen von Energie" vorhanden ist.
Durch den immer größeren Zeitabstand zwischen zwei Ereignissen läuft die Zeit für den Metabeobachter in unserem Universum langsamer ab.
Irgendwann wird die Größe des Raumes gegen Unendlich streben, womit auch die Energiemenge den annähernd unendlich großen Raum geteilt wird:
[tex]\lim_{Raum \to \infty}E_ges=0[/tex]

Daraus folgt, dass das Energielevel des Raumes sich null nähert und demzufolge die Anzahl von Ereignissen auch gegen null strebt.
Der zeitliche Abstand zwischen zwei Ereignissen strebt dabei für den Metabeobachter gegen Unendlich.

Das wirkliche Ende des Universums würde jedoch niemand mitbekommen, da die Zeit in die Unendlichkeit gedehnt werden würde.

Mit Sicherheit lassen sich dabei mathematische und physikalische Ungereimtheiten finden, doch lade ich zur Diskussion ein.
Die LaTex Formel habe ich zum ersten Mal ausprobiert. Bei Fehlern kann gern darauf hingewiesen werden.

Viele Grüße
Marco

Hallo,

du definierst die Zeit über die Menge der Ereignisse, bzw. koppelst im ersten Schritt die Zeit an die Menge der Ereignisse. Im zweiten Schritt koppelst du dann die Menge der Ereignisse an die Energiedichte und führst deine Schlüsse.

Warum? Welches Problem siehst du, dass du damit lösen möchtest? Welches Problem haben wir denn mit der "normalen" Zeitdefinition? Wir messen Zeit über periodische Ereignisse und legen damit "die kleinste Einheit" fest, wir definieren sie aber nicht durch Ereignisse an sich.
Den Raum definieren wir ja auch nicht durch die Elemente in ihm ... aber sie beeinflussen ihn.

Und was lässt es plausibel erscheinen, Zeit als Menge der Ereignisse zu definieren und dann deine Analogien zu führen?

Problem beim klassischen System ist zum Beispiel die nötige überlichtschnelle Expansion unmittelbar nach dem Urknall. Das muss man irgendwie erklären, warum nicht so?

Kleiner Fehler:

Irgendwann wird die Größe des Raumes gegen Unendlich streben, womit auch die Energiemenge den annähernd unendlich großen Raum geteilt wird:
[tex]\lim_{Raum \to \infty}E_ges=0[/tex]

Die Energiedichte, nicht die gesamte Energie geht gegen 0
[tex]\lim_{Raum \to \infty}\frac{E_ges}{Raum}=0[/tex]

mfg websquid

Wir sind hier beim "alten Baumproblem":

Ist ein umfallender Baum, den keiner beobachtet, wirklich umgefallen?

oder hier:

Existiert Zeit, wenn niemand sie misst?


Gehen wir mal von der Stimmigkeit der Postulate aus und haben folgendes Modell aus 2 getrennten Systemen/Universen:

In System 1 existiert ein Objekt mit periodischen Ereignissen (von mir aus ein Atom), welches Zeit in System 1 messbar macht. Hier schreitet die Zeit mit Geschwindigkeit 1 voran.
In System 2 existieren 2 gleichartige Objekte mit periodischen Ereignissen zur Messbarmachung der Zeit. Nach Marcos Idee müsste die Zeit hier schneller voran schreiten, da wir mehr Objekte und mehr periodischer Ereignisse in System 2 haben.

Warum sollte das so sein? Nur weil ich 2 Uhren habe, vergeht meine Zeit nicht schneller.

Für eine Fliege passiert in einer Sekunde schon eine ganze Menge. Der Zeitraum einer Sekunde scheint für die Fliege länger zu sein.

Also misst man zwar immer eine Sekunde rein physikalisch. Wenn da draußen aber irgendwas existiert was einen Sinneseindruck pro Jahr aufnimmt und sagen wir 10 Millionen Jahre lang lebt, mit diesem Wesen könnten wir gar nicht kommunizieren!

In einem Universum wo also fast nichts passiert, braucht es auch keine 100 Sinneseindrücke pro Sekunde von seinen "Bewohnern". Dadurch aber passen sich mögliche Beobachter an und gucken auch nicht mehr so oft hin.

In einem Universum wo also im Schnitt nur ein Objekt statt 2 da sind, gibt es wohl unterschiedliche Beobachter.

Die physikalische Messung der Zeit hilft einem nicht viel wenn 1 Sekunde für manche ein ganzes Leben ist, für andere vielleicht gar nicht wahrgenommen wird.

Davon hängt also auch ab ob für uns im Universum viel los ist, oder eben wenig.

Hallo miteinander,

die Zeit (Sekunde, Minute, etc.) soll hier lediglich als ein gedankliches Konstrukt dienen, das der Mensch sich geschaffen hat. Ich möchte dabei die Zeit nicht an irgendetwas koppeln, sondern sagen, dass die Zeit sich dadurch auszeichnet, dass in einem Raum ein Ereignis stattfindet. Sei es eine Schwingung, ein Zerfall oder sonstetwas, dass nicht als "Nichts" definiert sein kann. Ein "periodisches Eregnis" wäre die bessere Wahl gewesen, um damit auszuschließen, dass eben die Zeit an die Anzahl vom Auftreten von Ereignissen gekoppelt sei.

Solange ein Raum eine Energie besitzt (habe mal im Internet gesucht: Vakuumenergie), gibt es in diesem Raum eine Schwingung (sei es auch nur als String definiert). Der Raum ist nicht leer (und existiert dadurch erst) und es finden Ereignisse statt.

Dabei spielt es keine Rolle, ob nun ein oder zwei Ereignisse stattfinden. Die Zeit läuft in diesem Rahmen stabil weiter.
Erst durch die weitere Ausdehnung und Abkühlung des Raumes werden die Schwingungen immer länger. Für einen Metabeobachter verfällt das Universum in einen immer langsamer laufenden Zeitlupenfilm ab.
Der Metabeobachter stellt dabei auch nur ein gedankliches Konstrukt dar, um die langsamer laufende Zeit mitzubekommen.

Wesen, die in diesem Universum leben, würden davon nicht viel mitbekommen, da ihr "Energielevel" ebenfalls immer geringer ist und sie die gedehnte Zeit gar nicht mitbekommen dürften.
Sie leben und sterben für den Metabeobachter immer langsamer.

Gehe ich dabei von einem sehr heißen Anfangsuniversum aus, dann finden durch den Energieinhalt des Raumes in viel kürzeren Abständen Ereignisse statt. Für den Metabeobachter ist es, als würde das Universum im Zeitraffer ablaufen. Für einen fiktiven Beobachter (der zwar noch nicht existieren könnte) würde durch die Abfolge von Ereignissen (z. B. Enstehung und Zerfall, Schwingungen) die Zeit "normal" ablaufen. Eine "Metabeobachtersekunde" würde für den fiktiven Bewohner vielleicht 100.000 Jahre dauern.
Klar, für den Metabeobachter dehnt sich das Univerum mit vielfacher Lichtgeschwindigkeit aus, doch für unseren Bewohner nicht, da viel mehr "Zeit" während der Ausdehnung vergangen ist.

Auf die Frage, welches Problem zu lösen wäre: In meinem Gedankenkonstrukt endet das Univerum, ohne das es jemand mitbekommt. Es "verploppt" einfach so als ein unendlich großer und leerer Raum. Würde man es zusammenpressen, konnte man ein neues Univerum bauen, da das Universum nur noch aus Energie besteht (auch wenn die Energiedichte gegen null geht).
Man muss nur schnell genug sein...

Würde der Metabeobachter mit seiner "Meta-Uhr" die "Zeitdifferenz" von einer Zeiteinheit zur nächsten unseres Universum messen, dann würde diese gegen Unendlich tendieren.
Für einen fiktiven Bewohner (jaja, ich weiß, es gibt ja schon nichts mehr, aber ich brauche einen gedachten Jemanden mit einer Stoppuhr) wäre das natürlich nicht vorstellbar. Der zeitliche Abstand zwischen der Abfolge von zwei Zeiteinheiten bliebe ebenso groß, wie zu Beginn des Universums.

@websquid: Ja danke, natürlich geht die Gesamtenergie nicht gegen null, sondern die Energiedichte.

Viele Grüße
Marco

Hallo

Rein vom theoretischen Standpunkt des Modells:

Die Zeit würde bei dir stehenbleiben, wenn die Energiedichte gegen Null geht. Bei einem festen Wert der Gesamtenergie kann das nur geschehen, wie in deinem Grenzwert, wenn der Raum sich unendlich ausdehnt. Da sich der Raum aber nur mit endlicher Geschwindigkeit ausdehnt, stellt sich die Frage: Wann erreicht der Raum die Unendlichkeit? ... eigentlich nie. Es gibt damit auch kein Ende des Universums in dem Modell, bzw. wird damit nicht beschrieben oder gelöst. Das Ende ist nur als Grenzfall enthalten.

Wir könnten schon einen eigenen Thread zum Thema 'Wärmetod' aufziehen. Die Idee ist an sich nicht neu und geht auf Lord Kelvin, nach dem wir heute die Temperatur messen, zurück.

Einst fragte sich dieser Lord Kelvin, was laut dem von ihm mitentwickelten ersten und zweiten Prinzip der Thermodynamik (später Gesetze genannt) mit fortlaufender Zeit im Universum geschehen würde. Das erste Prinzip besagt, dass die Energie in einem abgeschlossenen System unverändert bleibt. Das sollte auch auf das Universum zutreffen. Das zweite verhindert die Existenz eines Perpetuum mobile und führt den Begriff der Entropie ein, welche bekanntlich in einem geschlossenen System (Universum) nicht verringert werden kann.

Lord Kelvin dachte sich auf dieser Basis, dass das Universum irgendwann in ferner Zukunft einen Zustand maximaler Entropie erreichen muss. Die Temperatur würde gegen Null Lord Kelvin gehen und die Energie wäre im ganzen Universum gleichmäßig verteilt. Aber kann das expandierende Universum wirklich einen Zustand maximaler Entropie erreichen? Bis heute wohl eine ungeklärte Frage.

Mit etwas mehr Wissen über Stern- und Galaxienentwicklung sowie über Teilchenphysik konnten nachfolgende Generationen von Wissenschaftler/innen weitere begründete Aussagen treffen. In vielleicht 10¹⁰⁰ Jahren werden die letzten supermassiven Schwarzen Löcher verdampft sein (sofern Hawking recht hat, was die Schwarzen Löcher angeht, und Protonen tatsächlich irgendwann zerfallen). Es folgt das sogenannte 'Dunkle Zeitalter': Das Universum wird ausgefüllt von recht einsam umherfliegenden Photonen, Neutrinos und Elektronen sowie deren Antiteilchen (wobei das beim Photon keinen Unterschied macht). Wie man sich vorstellen kann, passiert nun, außer einigen folgenlosen Kollisionen, nicht mehr viel. Ganz am Ende bleibt wohl nur noch ein (waberndes?) Photonen-Meer und damit der Wärmetod.

Was das für den Verlauf der Zeit bedeutet? Im späten Universum passiert zugegebenermaßen nicht viel. Die Distanzen sind lang, die so ein Elektron fliegen muss, um mit viel Glück ein ebenso einsames Positron zu treffen. Im Gegensatz zum jungen Universum spielt die Gravitation so gut wie keine Rolle mehr. Sie war es schließlich, die die Raumzeit lokal krümmen konnte, die Entropie gering hielt und vor allem auch die Zeit im Vergleich zur Umgebung langsamer vergehen ließ.

Nacht allerseits.

Hmm, je "leerer" der Raum wird, desto langsamer läuft ja auch die Zeit, wenn ich nach meinen Gedanken gehe. Das bedeuetet ja aber auch, dass die scheinbare Ausdehnungsgeschwindigkeit immer langsamer wird. Klar den Stillstand kann man nicht erleben, weil ja irgendwann die Zeit stillzustehen scheint, bzw. für den Metabeobachter die Universumsekunde eine Ewigkeit dauert.

So, da hatte als Lord Kelvin schon diese Idee...
Die "Wärmetod"-Theorie halte ich für plausibel. Es erscheint mir logisch. Ein Kollaps wäre schwer vorstellbar, da ja bei einem Zusammenpressen (Zusammenfall) irgendwann eine immense Kraft benötigt wird um alles auf ein Zentrum konzentrieren zu können.

Grüße
Marco

Ein Kollaps wäre schwer vorstellbar

Und nicht möglich, da wir wissen, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt. Welche Kraft sollte das auch stoppen? Eben, es gibt keine (bekannte).

Marco, vergiss mal den Metabeobachter. Mit welchen Maßstäben soll der denn etwas messen?

Wie die Zeit im jungen Universum vergangen ist, können wir doch überprüfen. Wenn wir weit in die Vergangenheit schauen, können wir bestimmte Prozesse sehen, wie z.B. bestimmte Supernovae, die zeitlich immer gleich ablaufen. Je weiter diese entfernt sind, desto langsamer scheint jedoch die Zeit zu vergehen. Das liegt an der kosmologischen Zeitdilatation.

Wenn diese sehr weit entfernten Prozesse nun, als das Universum noch jung war, schneller abliefen, wie du behauptest, dürften wir sie nicht immer langsamer sehen, je weiter sie in der Vergangenheit liegen/entfernt sind.

Hallöchen,

@kreuzberga:
Der Metabeobachter dient mir als Gedankenkonstrukt, um etwas vergleichen zu können. Ein Beobachter, der sich im Universum aufhält kann nicht mitbekommen, ob seine Zeit schneller oder langsamer abläuft.

Die kosmologische Zeitdilatation widerspricht aber nicht meinen Ideen. Das scheinbare langsamere Ablaufen von vergangenen Ereignissen z.B. Supernovae, fußt auf die Ausdehnung des Raumes.

Wenn ich davon ausgehe, dann kann ich gar nicht messen, ob die Zeit vor MIlliarden von Jahren schneller verging als es heutzutage der Fall ist.

Und damit habe ich den Metabeobachter ins Spiel gebracht. Er "misst" mit der heutigen Zeiteinteilung den Zeitverlauf des gesamten Universums.
Ich hätte auch die Zeitmessleiste zum Zeitpunkt t₀ des Universums anlegen könne. Dabei würde ich (bzw. der Metabeobachter) feststellen, dass die Zeit im Universum immer weiter gedehnt wird.

Grüße
Marco

Eine kurze Frage: wenn wir es, als Teil des Universums in keinster Weise messen / erkennen können,

"Ein Beobachter, der sich im Universum aufhält kann nicht mitbekommen, ob seine Zeit schneller oder langsamer abläuft."

dann hat das Ganze doch keine Auswirkungen auf uns und lässt sich weder bestätigen noch widerlegen, oder?

Während für den Meta-Beobachter das Verstreichen der Zeit gegen 0 geht, das Universum also ein Grenzalter haben müsste (das es aber nie erreicht, sondern sich eben nur in immer kleinerwerdenden Schritten [besser: längerdauernden Sekunden] annähert), gibt es ja für einen normalen Beobachter diese extreme Zeitdehnung nicht, die Zeit verstreicht mit für uns normaler Geschwindigkeit - und es gibt keinen Grenzwert, bzw. das Universum müsste an irgendeiner Stelle abrupt aufhören zu existieren, was aber auch nicht so richtig mit der Beobachtung des Meta-Beobachter zu vereinen ist.

Hab ich irgendwas nicht richtig verstanden?

Hallöle,

@Liftboy: Die Zeitdauer einer z. B. Sekunde wird zum Metabeobachter gegen unendlich gedehnt.
Da sich die Dehnung nur einem bestimmten Grenzwert annähert, gibt es eben auch kein direktes Ende für den Raum.
Demzufolge gibt es auch mathematisch gesehen kein Ende für das Universum.
(Das ist genauso, als würdest du dich einen Meter von der Wand aufstellen und immer nur die Häfte des Weges zurücklegen-du würdest niemals die Wand erreichen)

Wenn die Zeit gegen unendlich gedehnt ist, dann ist das Universum nur noch ein leerer und kalter Raum. Die Energiedichte ist gegen null. Kein Lebewesen existiert mehr, um noch irgendetwas messen zu können. Somit würde das theoretische Ende auch niemand mitbekommen.

Grüße
Marco