Warum wissen wir nichts über den Urknall?

Kann mir ,einem Laien, jemand erklären, warum wir die Entstehung des Universums nur bis zum Zeitpunkt 10 ^-44 Sekunden nach dem vermutlichen Urknall zurückverfolgen können ? Ich versuche mal eine laienhaft Erklärung :


Der Urknall setzt voraus, daß das Universum im Moment des Urknalls unendlich klein, dicht und heiß war. Genau das aber ist physikalisch unmöglich : ein realer physischer Körper kann eben nicht unendlich klein, unendlich dicht und unendlich heiß sein.


Kann man das als Erklärung so durchgehen lassen oder wie sonst könnte man es erklären?

Vielleicht liegt es daran , dass wir technisch nicht weitgenug sind, um Überlichtgeschwindigkeit im "riesen großen" Maßstab zu detektieren und zu verstehen!?
Im Klitzekleinen (Größe eines Atoms) soll es schon gelungen sein..
@schtabea

schtabea schrieb:Genau das aber ist physikalisch unmöglich

Da hast du deinen Denkfehler.
Zu dem Zeitpunkt galten unsere physikalischen Gesetze nicht.

Randii schrieb:Vielleicht liegt es daran , dass wir technisch nicht weitgenug sind,

Das ist kein technisches Problem, sondern eine grundlegende Erkenntnisgrenze. Die Physik ist eine empirische Wissenschaft, sie basiert auf dem Wechselspiel zwischen Theorie und Experiment. Entweder wird eine Hypothese im Experiment bestätigt, und wird zur Theorie, oder wir haben Ergebnisse aus einem Experiment, und entwickeln daraus eine Theorie. Die Empirie ist für die Physik unabdingbar.

Und zur Frage von @schtabea , all unsere Theorien, Hypothesen und Naturgesetze beruhen auf dem Vorhandensein von Raum und Zeit. Der Beginn wird durch die sogenannte Planck-Welt definiert, alles was sich außerhalb dieser Planck-Welt abspielt, ist physikalisch nicht definiert, und somit auch nicht relevant.

@Peter0167
Da gehe ich voll mit...es ist ein empirisches Problem!

schtabea schrieb:Kann man das als Erklärung so durchgehen lassen oder wie sonst könnte man es erklären?

Naja, ich weiß jetzt nicht einmal, ob das so korrekt ist, aber ich glaube, man muß den Urknall, und die Urknalltheorie in gewisser Weise voneinander trennen. Wärend der eigentliche Urknall, wenn man ihn als formalen Punkt betrachtet, diverse "Unendlichkeiten" voraussetzt, so klammert die Urknalltheorie diese Anfangssingularität explizit aus. Die Theorie beginnt eben nicht bei t=0, sondern eine Planckzeit später, und da gab es diese Unendlichkeiten nicht. Derzeit ist es die ART, die die Vorgänge nach dem Urknall am besten beschreibt. Mit ihr kommen wir aber nicht an den eigentlichen Urknall heran, immer nur bis kurz davor. Ein Stück weiter würden wir mit einer Theorie zur Quantengravitation kommen, aber da sind wir noch unglaublich weit von entfernt. Andere Hypothesen klammern die Anfangssingularität nicht aus, sondern "umgehen" diese mehr oder weniger geschickt. Der Knackpunkt dieser Hypothesen ist jedoch die Überprüfbarkeit, die entweder von vorn herein ausgeschlossen, oder aber zumindest nahezu unmöglich ist.
Natürlich hätte die Stringtheorie erhebliche Vorteile, sie umgeht nicht nur das Problem der Anfangssingularität, sondern kann auch komplett auf eine Inflationsphase verzichten. Das hat schon seinen Reiz, will ich gar nicht abstreiten, wenn da nicht dieses Problem mit der Überprüfbarkeit wäre.... :D

@schtabea

schtabea schrieb:Der Urknall setzt voraus, daß das Universum im Moment des Urknalls unendlich klein, dicht und heiß war. Genau das aber ist physikalisch unmöglich : ein realer physischer Körper kann eben nicht unendlich klein, unendlich dicht und unendlich heiß sein.

Das ist SO nicht richtig. Das Standardmodell der Kosmologie und die Relativitätstheorie sagen das vorher. Man hat aber schon lange eingesehen, dass die beiden Theorien offenbar für diese Maßstäbe fehlerhaft sind. Es gibt andere Theorien, die für dieses Problem Lösungsansätze bieten (z.B. Stringtheorie). Leider sind diese Theorien empirisch nicht zugänglich ... und werden es vielleicht auch nie sein, da man ja zur Überprüfung die Bedingungen des frühen Urknall herstellen müsste ... und das ist bei Weitem nicht so einfach.

slider schrieb:dass die beiden Theorien offenbar für diese Maßstäbe fehlerhaft sind.

"Fehlerhaft" ist vielleicht das falsche Wort, ich bevorzuge "nicht definiert". :D

@Peter0167
Danke für Deine Kommentare, ich lese sie gerne.

LG

@Randii
@Peter0167
@slider
@Nerok


Danke für Eure Antworten. Noch eine Frage: es verwirrt mich, ich komme da irgendwie nicht weiter, wenn auf der einen Seite gesagt wird :

Über die Planck-Zeit, den Urknall selbst, seine Ursache, die Singularität können wir keinerlei Aussagen machen. Wir stehen da einer grundlegenden Erkenntnisgrenze.

Und auf der anderen Seite werden ja doch Aussagen gemacht: Es gibt Wikipedia Artikel über den Urknall selbst und über die Anfangssingularität. Beruhen dann diese Aussagen auf Wissenschaft oder sind das Spekulationen, Glaubensaussagen ?

@schtabea

Welche Aussagen tätigt Wikipedia denn bezüglich des sehr frühen Universums? Ist ja gut möglich, dass Vermutungen geäußert werden. Ist ja auch in der Wissenschaft nicht verboten zu spekulieren.

schtabea schrieb:Und auf der anderen Seite werden ja doch Aussagen gemacht:

Könntest du so einen Wiki-Link mal raussuchen? Ich habe mal nachgeschaut, und das hier gefunden:

Anfangssingularität

Die Urknalltheorien werden nicht in einem Punkt im Raum, sondern in einem Punkt der Zeit („t = 0“) singulär. Sie beschreiben also nicht den Urknall selbst, sondern nur die Entwicklung des Universums danach (ab einem Alter von ca. 10−43 Sekunden). In der Anfangssingularität sind Raum und Zeit nicht vorhanden. Angaben darüber, wie groß sie war oder wie lange sie bestand, sind somit sinnleer.

Wikipedia: Singularität (Astronomie)#Anfangssingularit.C3.A4t

@Peter0167
@slider

Ja, eben genau das, was Du zitiert hast, @Peter0167 :

"In der Anfangssingularität sind Raum und Zeit nicht vorhanden." Oder, im Wiki Artikel über den Urknall : "Der Urknall...bezeichnet die gemeinsame Entstehung von Materie , Raum und Zeit aus einer ursprünglichen Singularität."

Das sind doch Aussagen über die Zeit jenseits der von Peter genannten "grundlegenden Erkenntnisgrenze". Woher wissen wir, dass es keine Materie , Raum und Zeit gab ? Woher wissen wir, daß es einen Urknall gab, und was meinen wir überhaupt mit Urknall und Anfangssingularität? Wir können darüber nichts wissen, weil dieses Ereignis und dieser Zustand jenseits dieser Erkenntnisgrenze liegen.

Aus meiner Sicht , bitte korrigiert mich, müsste der bisher bekannte Anfang des Universums wissenschaftlich korrekt so beschrieben werden:

"Das Universum dehnt sich aus. Wir können diese Ausdehnung maximal zurückverfolgen bis zu einem Zeitpunkt vor ca. 13.8 Milliarden Jahren. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Universum eine Ausdehnung von........, eine Temperatur von........und eine Dichte von......

PUNKT.

Was davor war, wissen wir nicht und haben auch keinerlei Anhaltspunkte. Urknall, Singularität, Transformation aus einem anderen Universum, Schöpfung durch das rosarote Einhorn, Gott, Allah oder das Spaghettimonster. Alles reine Spekulationen und somit gleich wahrscheinlich.

@schtabea

Aber genau deswegen wird es doch Singularität genannt. Eben weil man es nicht definieren kann.

Solange wie alles mögliche sein könnte, ist alles mögliche zu diesem Zeitpunkt wahr.

MrBananentoast schrieb:Solange wie alles mögliche sein könnte, ist alles mögliche zu diesem Zeitpunkt wahr.

Glückwunsch, diese Erkenntnis ist der erste Schritt zum Verständnis der Quantenmechanik. Und der letzte Schritt wird darin bestehen, alles wieder zu negieren, und von vorne anzufangen :D

@schtabea

Das ist keine Aussage über die REALITÄT des frühen Universums. Das ist eine Aussage über das MODELL, dass wir derzeit nutzen. Da es dort eben auf diese Singularität am Anfang rausläuft, können Raum und Zeit mathematisch nur gegen 0 streben. Man ist sich dieser Schwäche ja aber bewusst ... nur haben wir derzeit kein anderes empirisch zugängliches Modell.

Hier mal ein Vortrag vom 32C3 der in das Thema fällt. Für blutige Laien wie mich ein guter Überblick

https://media.ccc.de/v/32c3-7525-quantenphysik_und_kosmologie (Archiv-Version vom 26.12.2016)

Unsere Welt ist nach allem was wir heute wissen im kleinsten Massstab völlig bizarr aufgebaut und im grössten also im kosmologischen Massstab besteht sie ziemlich genau aus nichts. Wie hängt das zusammen und was hat das mit dunkler Materie und dunkler Energie zu tun und was zum Geier ist eigentlich die "spukhafte Fernwirkung" von der Einstein damals sprach und warum hat bis heute keiner so recht verstanden wie das alles zusammenpasst?
Hast du schon mal davon gehört, dass die Quantenphysik irgendwie schräg ist, hast dich da aber noch nicht ran getraut, obwohl du das gerne besser verstehen wollen würdest? Denkst du manchmal drüber nach, wie zum Geier das komplette Universum mit allen Sternen und Planeten ganz früher mal in einen Tischtennisball oder sogar noch was kleineres gepasst haben soll? Hast du schon mal davon gehört, dass ein Proton angeblich aus drei Quarks besteht und denkst, "jaja, ihr könnt mir viel erzählen". Und klinkt sich dein Vorstellungsvermögen aus, wenn du versuchst dir so was wie ein "schwarzes Loch" vorzustellen, das unendlich klein sein soll und dabei unendlich schwer? Dann bist du hier genau richtig. Ich will dir ohne wesentliche Vorkenntnisse vorauszusetzen im Grossen und Ganzen den Zusammenhang näher bringen, deine Faszination für das Thema wecken oder füttern und dir Mut machen, dich weiter damit zu beschäftigen. Du darfst hier Fragen stellen, dich wundern, zweifeln und irritiert sein.
Wenn du an Quantenheilung, Vortex Atome und holistische Quanten-Kinesiologie glaubst, dann bist du herzlich willkommen um zu lernen, dass das mit Quantenphysik nichts, aber auch wirklich gar nichts zu tun hat, aber sei bitte nicht enttäuscht, wenn ich auf diese Themen nicht eingehe. Eine Stunde ist viel zu Kurz um zusätzlich eine Einführung in die Prinzipien der Wissenschaft zu halten.
Wenn du aber schon mal die Schrödingergleichung hergeleitet hast oder gerne über die Vorteile der M-Theorie gegenüber der Super-Stringtheorie schwadronieren möchtest oder wenn du diskutieren möchtest, ob es vielleicht auch noch ein Typ 3 Weyl Fermion geben kann, dann langweilst du dich hier vermutlich, das können wir dann ja gerne ein anderes mal machen ;-)

@Peter0167

Der "letzte" Schritt, vor allem :D

So wie ich das mitkriege ist dieses Quantenproblem eher ein sehr grundlegendes Getrolle auf erkenntnistheoretischer Ebene.

Ich behaupte mal, es geht immer weiter, immer genauer.

Peter0167 schrieb am 12.01.2016:Glückwunsch, diese Erkenntnis ist der erste Schritt zum Verständnis der Quantenmechanik. Und der letzte Schritt wird darin bestehen, alles wieder zu negieren, und von vorne anzufangen

Das hört sich nach einer recht langwierigen Beschäftigung an.