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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 17:34 #74669

Hallo zusammen.

Wahrscheinlich gibt es diese Frage hier so oder in ähnlicher Form bereits.

Ich habe ein Verständnisproblem bezüglich der Urknall-Theorie.

Wenn ich es richtig verstanden habe, ist Materie komprimiert maximal in der Form eines Schwarzen Lochs zu verstehen.
Wenn dem so ist, wie kann es dann sein, dass sämtliche Materie in einem einzigen "Punkt" komprimiert gewesen ist, bzw. aus einem solchen entstanden ist ?

Oder anders ausgedrückt - Ist diese Frage damit zu erklären, dass die Wissenschaft nur bis zu einem gewissen Punkt an den Urknall herankommt und die dann physikalischen Strukturen nicht zu erklären sind ?

Oder kann man den Gedanken die existierende Materie "rückwärts" in den Urknall zu versetzen gar nicht so sehen als Gedankenmodell ?

Vielleicht kann mir das jemand in für einen Laien verständlichen Worten erklären.

Vielen Dank an das Forum :-)

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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 18:09 #74671

Ich versuche es mal mit mehreren Antworten:

Wahrscheinlich gibt es diese Frage hier so oder in ähnlicher Form bereits

Ja, jede Menge. Einfach mal suchen

Ich habe ein Verständnisproblem bezüglich der Urknall-Theorie.

Wer das nicht hat, ist für mich das absolute Genie

Wenn ich es richtig verstanden habe, ist Materie komprimiert maximal in der Form eines Schwarzen Lochs zu verstehen

Das ist nach meiner Meinung der häufigste Denkfehler in der ART. Laut der ART ist im Zentrum eines SLs eine Singularität an Raumzeit.
=> unendlich viel Raum. Da ist die Grundaussage einer Singularität. Da gibt es keinen Materiekern. Das Problem tritt nur auf, wenn man das SL mit seinem Schwarzschildradius als normale geometrische Kugel annimmt. Diese Sichtweise mit dem Kern passt nur wenn ich das SL von außen betrachte. Im SL geht es immer Richtung Zentrum (jetzt kommt das verwirrende) und zwar unendlich lang. Das Ganze innerhalb einer Kugel mit wohl definierten Radius. Genau da liegt der Unterschied in der Denkweise, ob man die Singularität in der ART akzeptiert oder nicht. Die meisten Physiker finden eine Singularität als "schlecht oder falsch". Dann muss das SL aber tatsächlich einen "sehr besonderen" Kern haben. Ich habe die ART, akzeptiert wie dies eben ist und kann prima mit der Singularität leben. Dann brauche ich auch keinen Kern im SL.

Wenn dem so ist, wie kann es dann sein, dass sämtliche Materie in einem einzigen "Punkt" komprimiert gewesen ist, bzw. aus einem solchen entstanden ist ?

Der Urknall war kein SL. Ein SL muss sich erstmal aus Dichteunterschiede bilden. Laut Theorie zum Urknall war da keine Differenz. Man hat eher das Problem, eine Erklärung für die Differenzen zu finden. Stell Dir vor, das Universum ist so groß wie eine Orange (das wird hier als Beispiel immer so gemacht). Dann kann sich innerhalb der Orange ein SL bilden. Die Orange ist ja das ganze Universum. Deshalb muss aber die Orange selbst kein SL sein.

Oder anders ausgedrückt - Ist diese Frage damit zu erklären, dass die Wissenschaft nur bis zu einem gewissen Punkt an den Urknall herankommt und die dann physikalischen Strukturen nicht zu erklären sind ?

Genau das ist allgemeiner Kenntnisstand in der Physik. Wenn der Raum und die Zeit in die nähe der Planck-Skala kommen, hört das derzeitige Verständnis auf.

Oder kann man den Gedanken die existierende Materie "rückwärts" in den Urknall zu versetzen gar nicht so sehen als Gedankenmodell ?

Genau so wird das gemacht. Rechnung in der Zeit rückwärts bis zur Planck-Skala und dann ??
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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 18:26 #74672

Wenn ich das richtig verstanden habe, ist es also so, dass man (die Wissenschaft) nicht "versucht" Materie/ Raum so zu komprimieren, dass man an den Urknall herankommt. Ich denke, das wäre auch nicht möglich, da ja ab einer gewissen Raumgröße, weit vor dem Urknall, mit den existierenden physikalischen Strukturen eine Komprimierung der Materie nicht möglich wäre.

Ist das so richtig ?

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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 18:54 #74673

Tillindy schrieb: Ist das so richtig

Man muss auf jeden Fall davon ausgehen dass die Temperatur (Frequenz der Strahlung) am Anfang sehr hoch war. Die Dichte ist dabei sekundär. Allerdings muss auch die Dichte hoch gewesen sein, damit Photonen miteinander reagieren und Teilchen bilden.

Daher müßte man zur Rekonstrukton des Zustands sowohl hohe Energie als auch auf kleinem Raum zusammenbringen, viel höher als in absehbarer Zeit technisch möglich ist.

Cossy schrieb: I
Im SL geht es immer Richtung Zentrum (jetzt kommt das verwirrende) und zwar unendlich lang.

Das ist so nicht ganz richtig. Nach den Modellen beträgt die Eigenzeit des Freifallers (aus dem Unendlichen) von rs bis er die Singularität erreicht lediglich
τ = 2rs/3c
Die Strecke, die er dabei zurücklegt, beträgt lediglich
RS = pi·rs/2
Es sieht lediglich bei rs so aus, als ob die Strecke unendlich lang wäre.
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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:00 #74674

Ich vermute, dass ich eine vollkommen falsche Vorstellung davon habe, wie Wissenschaftler an die Urknall-Theorie herangehen.

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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:06 #74676

Tillindy schrieb: Wenn ich das richtig verstanden habe, ist es also so, dass man (die Wissenschaft) nicht "versucht" Materie/ Raum so zu komprimieren, dass man an den Urknall herankommt. Ich denke, das wäre auch nicht möglich, da ja ab einer gewissen Raumgröße, weit vor dem Urknall, mit den existierenden physikalischen Strukturen eine Komprimierung der Materie nicht möglich wäre.

Ist das so richtig ?


Unsere experimentellen Möglichkeiten sind hier sehr begrenzt. Die in unseren Beschleunigern erreichbaren Energien liegen Größenordnungen unter den energien in der Frühphase des Universums. Ein Schwarzes Loch konnten wir bislang auch nicht erzeugen.

Es liegt nicht am Wollen, sondern an der technischen Machbarkeit.

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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:10 #74677

Eigentlich nicht so arg falsch.

Zunächst geht man von heute aus und komprimiert gedankllich alles. Dabei spielt die heute geringe Strahlung eine wesentliche Rolle. Diese wird nämlich mit 1/a⁴ stärker. Mit dem Faktor a≈1/1000 wird die Strahlung ungefähr so bdeutend wie die Materie. Die Temperatur der Strahlung beträgt statt 2,7255 K dann ca 2.725,5 K. Dies ist etwa die Zeit der Entstehung der Hintergrundstrahlung. Und ab dann wird es physikalisch interessant.
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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:13 #74678

Das bedeutet also, dass die Wissenschaft davon ausgeht, dass es möglich wäre mit den existierenden physikalischen Strukturen, Materie mit ausreichender Energie so zu komprimieren, dass es dem Zustand des Urknalls entspricht ?

Also ich meine damit, dass man versucht den nicht erklärbaren Zustand des Urknalls (Nähe der Planck-Skala) nahezukommen oder zu erklären ?

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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:21 #74679

Tillindy schrieb: Das bedeutet also, dass die Wissenschaft davon ausgeht, dass es möglich wäre mit den existierenden physikalischen Strukturen, Materie mit ausreichender Energie so zu komprimieren, dass es dem Zustand des Urknalls entspricht ?

Also ich meine damit, dass man versucht den nicht erklärbaren Zustand des Urknalls (Nähe der Planck-Skala) nahezukommen oder zu erklären ?

Ja natürlich ist das das Ziel. Wenn Du dich bisschen näher informierst, wirst Du auf eine Art Zeitfahrplan stoßen, wann welche physikalischen Gesetze vorherrschen. Man kann den Zeitpunkt immer mit dem Skalenfaktor a bzw der Rotverschiebung z bzw der Temperatur T bzw dem Alter des Universums τ bzw der Energie der Strahlung E in Zusammenhang bringen. Diese Größen gehen immer Hand in Hand, aber nicht unbedingt linear, teils entegegengesetzt.

Für die Entstehung eines Elektronenpaares (Elektron-Positron) muss also jedes der beiden Photonen mindestens die Energie eines Elektrons besitzen. Sinkt die Temperatur, können keine Elektronen mehr produziert werden, sie können aber natürlich auch danach annihilieren. Ist die Photonendichte und die Temperatur wieder zu hoch, dann werden Elementarteilchen von Photonen wieder zerschossen. Jedenfalls kann man auf diese Weise auch jedem Elementarteilchen eine Ära zuordnen. Bei den Quarks ist das wieder schwieriger.... und immer muss man berücksichtigen, dass die Photonen nicht alle gleich sind, denk an die Kurve des Schwarzen Strahlers (black body), wie man es ja bei der Hintergrundstrahlung sehr schön nachweisen kann.
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Materie und Urknall ? 13 08. 2020 19:26 #74680

Dann sag ich mal Vielen Dank für die Informationen :-)

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