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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

62 Beiträge, Schlüsselwörter: Weltall, All, Inflation, Metastabil, Phasenübergang

Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

16.04.2018 um 17:24
-KAMRYN- schrieb:1. Kann mir mal jemand, der mehr Ahnung hat als ich, von welchen Zeiträumen wir da sprechen? Kann das "bald" passieren?
Es kann sogar schon passiert sein.

Der Phasenübergang könnte sich derzeit mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und uns in der nächsten Sekunde, nächsten Monat oder in ein paar Milliarden Jahren erreichen. Es ist nur eine Frage der Statistik und der (eventuell nicht so schnell vorliegenden) endgültigen Version des Standardmodells.

Aber kein Grund zur Sorge: Die 'Wirkung' des Symmetriebruchs wird uns weder angekündigt (nichts ist schneller als das Licht), noch wären wir in der Lage, den vermeintlich unangenehmen Effekt zu bemerken, weil unsere atomare Struktur viel schneller zerrissen wird, als Nerven diese Information weitergeben könnten.

Zusätzlich gibt es noch zu viele ungeklärte Fragen im Standardmodell, als dass man in diesem hypothetischen Phasenübergang vorläufig mehr als nur eine interessante mathematische Spielerei der Quantenmechanik sehen sollte.

Eine fertige Theorie dazu ist jedenfalls noch lange nicht in Sicht, macht aber nix, weil der Teil des Universums, in dem die Menschen ihr Unwesen treiben seit 13.7 Milliarden Jahren existiert und es schon recht unwahrscheinlich wäre, wenn ausgerechnet jetzt das Licht ausgehen sollte. Wir haben also vermutlich noch genug Zeit, alle offenen Punkte zu klären...


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16.04.2018 um 18:05
hawak schrieb:Wir haben also vermutlich noch genug Zeit, alle offenen Punkte zu klären...
... z.B. Phasenübergangs-Schutzbunker bauen, Multiphasenschutzbrillen bei Amasohn bestellen, ... und natürlich phasenresistente Haftcreme, schließlich will man ja nicht im Phasenbrei seine "Dritten" verlieren. Hätte ich einen Facebook-Account, würde ich den auch noch löschen, nicht wegen des Phasenwechsels, sondern aus Prinzip :D


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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

16.04.2018 um 18:14
Peter0167 schrieb: z.B. Phasenübergangs-Schutzbunker bauen
Ich biete dazu passend für den Heimwerker preiswerten Quantenschaum aus biologisch angebauten virtuellem Teilchenzoo an. So kann man sich schützen, die Umwelt schonen und hat nebenbei noch ein paar € übrig, um die Bunkerbeleuchtung mittels kalter Fusion zu betreiben.


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16.04.2018 um 19:23
Blues666 schrieb:Leider weiß ich nicht, ob nun tatsächlich seit 2013 bzw. 2014 inzwischen neue Elementarteilchen entdeckt wurden und ob der Zusammenbruch des Universums daher verschoben oder abgesagt wird oder jetzt doch kommt.

Da gibt es wesentlich schlauere und besser informierte User hier.

Zum Beispiel @Celladoor der sich - soweit ich weiß - näher mit CERN und Elementarteilchen beschäftigt.
https://home.cern/about/updates/2018/04/humpty-dumpty-particle-discovered

Am CERN werden immer wieder neue Entdeckungen gemacht. Letzte vor etwa 2 Wochen. Ist in den Medien etwas untergegangen, aber diese Entdeckung hat durchaus Potential. Es handelt sich dabei um sog. η(eta)-gg Teilchen (Egg ausgesprochen). Diese Teilchen entstanden im Interaktionpunkt des LHCb Experiments, in einer ultraheissen Quark-Gluonen Suppe, welche beim Abkühlen ηgg-Teilchen wie ein Spiegelei koagulieren lässt. Scherzhafterweise wird das Teilchen auch Humpty-Dumpty Partikel genannt.

Oder Zitat Giovanni Passalova, Leiterin der LHCb Kollaboration:
Today, with the discovery of the ηgg, we have finally opened up the path to the great unification between subatomic physics and molecular gastronomy”.


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-KAMRYN-
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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

17.04.2018 um 13:26
Peter0167 schrieb:z.B. Phasenübergangs-Schutzbunker bauen, Multiphasenschutzbrillen bei Amasohn bestellen, ...
@Peter0167
Wohl auf alles vorbereitet, was? :)

@hawak
Danke, du verstehst es anschaulich zu erklären
hawak schrieb:Der Phasenübergang könnte sich derzeit mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und uns in der nächsten Sekunde, nächsten Monat oder in ein paar Milliarden Jahren erreichen
@Peter0167
@Celladoor
@Blues666
@hawak

Naja, und selbst wenn wir den lichtgeschwindigkeitsschnellen Phasenübergang Jahre vorher sehen bzw. wahrnehmen könnten, hätten wir wohl eh keine effizientes Abwehrmittel in der Tasche.

Oder doch? Wie sollten wir wohl den Phasenübergang umpolen können?


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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

17.04.2018 um 14:36
hawak schrieb:... um die Bunkerbeleuchtung mittels kalter Fusion zu betreiben.
Willst du mich vergiften ? In meinen Bunker kommt mir keine gefährliche Chemie - es gibt doch die millionenfach praxis-erprobten, unschädlichen, rein mechanischen Overunitys.


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17.04.2018 um 14:41
-KAMRYN- schrieb:Naja, und selbst wenn wir den lichtgeschwindigkeitsschnellen Phasenübergang Jahre vorher sehen bzw. wahrnehmen könnten, hätten wir wohl eh keine effizientes Abwehrmittel in der Tasche.
Sehen könntest Du ihn erst, wenn er bei Dir (und somit bei uns allen) eingetroffen ist.

Möglicherweise könnte man ihn - wie immer das auch funktionieren soll - indirekt nachweisen. Wie Du aber im 2. Teil des Satzes richtig bemerkt hast, haben wir sowieso keine Möglichkeiten einer Abwehr, also hilft uns Angst und Panik auch nicht weiter.

Ich bleibe also gelassen und sorge mich lieber um näherliegende Probleme. Klimaschutz, Krankheiten und wie ich mit meinen Nachbarn gut auskomme. Das sind Herausforderungen genug für den Anfang... :)


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17.04.2018 um 14:46
-KAMRYN- schrieb:Oder doch? Wie sollten wir wohl den Phasenübergang umpolen können?
Nun ja, rein hypothetisch besteht eine sehr geringe Möglichkeit, dass uns eine zukünftige Theorie (der Quantengravitation) einen weiteren Symmetriebruch vorhersagt. Vielleicht sogar mit einer qualitativen Aussage über die Umstände bzw. die Ursache.
Dann ließe sich gegebenenfalls auch eine Zeitschiene definieren, wann dieses Ereignis eintreten könnte.

Nutzt aber alles nichts, weil sich dann so oder so einige fundamentale Naturgesetze ändern - diese lassen sich nicht wieder umpolen, es sei denn, wir wären dann technisch in der Lage, das Vakuum des gesamten Universums zu manipulieren.

Wer die Sache unbedingt überleben will, sucht sich ein schönes großes schwarzes Loch und springt hinein. Da besteht zumindest eine kleine Chance, einige Zeit zu überleben. Allerdings wartet dort früher oder später ein weniger schönes Ableben, irgendwann auf dem Weg zum Gravitationsmittelpunkt des Lochs wird jeder aufgrund der Gezeiten in die Länge gezogen und schließlich ebenfalls zerrissen...


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17.04.2018 um 15:55
hawak schrieb:Wer die Sache unbedingt überleben will, sucht sich ein schönes großes schwarzes Loch und springt hinein. Da besteht zumindest eine kleine Chance, einige Zeit zu überleben. Allerdings wartet dort früher oder später ein weniger schönes Ableben, irgendwann auf dem Weg zum Gravitationsmittelpunkt des Lochs wird jeder aufgrund der Gezeiten in die Länge gezogen und schließlich ebenfalls zerrissen...
Die allermeisten schwarzen Löcher (falls es sie überhaupt wirklich gibt) sollten eine ringförmige Singularität besitzen.
Wie groß (im Durchmesser) wäre dieser "Ring" bei einem supermassiven SL (50 Mrd. Sonnenmassen)?

Falls ein Objekt an einem der beiden Pole (Drehachse) des SLs eintaucht,
wäre es dann möglich, dass es durch den "Ring" hindurchfliegt?

Ich vermute aber, dass selbst bei einem supermassiven SL da die Gezeitenkraft irgendwann zu groß wird.


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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

17.04.2018 um 16:20
Hat eine Singularität nicht generell die Größe Null?

Bei einem rotierenden BL sollte man an den Polen Jets erwarten, jedenfalls, wenn es sich gerade einen Snack leistet. Wie das dann ist, wenn man selbst der Snack ist, sei jetzt mal dahingestellt, aber je näher man der Singularität im Inneren des SS-Radius kommt, desto größer werden die Gezeitenkräfte.

Also selbst, wenn man sich an den (möglichen) Jets vorbeimogeln kann, machen einem die Gezeitenkräfte den Garaus, bevor man die Singularität erreicht hat.

Astrowissen: Schwarze Löcher

Jets:
Außerdem besitzen nur rotierende Löcher eine besondere oblate Region, die man Ergosphäre nennt. Dieser Bereich erweist sich als vital für die Entstehung der relativistischen Jets, die man in aktiven Galaxien und einigen Röntgendoppelsternen mit Schwarzem Loch (engl. black hole X-ray binary, BHXB) beobachtet.
und Spaghettifikation:
Studiert man Teilchenbahnen (zeitartige Geodäten) in den Raumzeiten Schwarzer Löcher, so kann man mit einer kleinen Rechnung zeigen, dass die radiale Geschwindigkeit eines Teilchens am Horizont immer gleich der Vakuumlichtgeschwindigkeit ist. Im freien Fall wirken enorme Gezeitenkräfte (engl. tidal forces) auf den Körper, die ihn radial in die Länge ziehen und transversal stauchen. Solche Kräfte sind Volumen erhaltend, d.h. der Körper wird zwar extrem deformiert, aber füllt den gleichen Hohlraum aus. Die Gezeitenkraft skaliert mit der inversen dritten Potenz im Abstand und wird in der Singularität unendlich! Das hat extreme Deformationen zur Folge, die mit der Annäherung an das Loch ein bizarres Ausmaß annehmen. Man spricht in diesem Zusammenhang oft von 'Spaghettis' und der 'Spaghettisierung', weil Testkörper in eine solche Morphologie deformiert werden: lang und dünn.


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17.04.2018 um 16:39
@Blues666
Blues666 schrieb:Das hat extreme Deformationen zur Folge, die mit der Annäherung an das Loch ein bizarres Ausmaß annehmen. Man spricht in diesem Zusammenhang oft von 'Spaghettis' und der 'Spaghettisierung', weil Testkörper in eine solche Morphologie deformiert werden: lang und dünn.
Wirkt dem nicht die relativistische Längenkontraktion entgegen, die Objekte in Flugrichtung "verkürzt"?
Bei v = c sogar auf "Null".



edit:
Da fällt mir ein, dass das nur ein "ruhender" Beobachter so sieht - das bewegte Objekt aber selbst nicht kürzer wird.


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Aggregatzustandswechsel: Phasenübergang des Alls bald möglich?

17.04.2018 um 16:42
Nachtrag:

Bezüglich meiner Unsicherheit, was die Ausdehnung einer ringförmigen Singularität angeht, hier noch ergänzend das Zitat aus der oben verlinkten Seite:
Die Untersuchungen mit diesen Größen führen zu dem Resultat, dass die intrinsische Singularität der Kerr-Geometrie eine Ringsingularität in der Äquatorebene ist. Sie befindet sich wie die Punktsingularität der Schwarzschild-Lösung im Ursprung der Raumzeit bei r = 0 und ist immer innerhalb des inneren Horizonts! Dieser Ring hat laut Allgemeiner Relativitätstheorie weder Dicke, noch Ausdehnung - genau wie bei der punktförmigen Singularität.
Ein weiteres Problem müsste eigentlich auch die Strahlung innerhalb des SS-Radius sein. Die ist ja dort gefangen, muss aber deswegen noch nicht in der Singularität verschwunden sein.
delta.m schrieb:Wirkt dem nicht die relativistische Längenkontraktion entgegen, die Objekte in Flugrichtung "verkürzt"?
Bei v = c sogar auf "Null".
Au weia, jetzt gehts aber ans Eingemachte... :D

Weiß ich nicht.

Andererseits wirken die Gezeitenkräfte ja auch schon außerhalb des SS-Radius. Man hat jedenfalls schon vor über 10 Jahren nachgewiesen, das Sterne von den Gezeitenkräften eines BL zerrissen werden, das muss also noch "draußen" gewesen sein.


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17.04.2018 um 16:46
delta.m schrieb:Falls ein Objekt an einem der beiden Pole (Drehachse) des SLs eintaucht,
wäre es dann möglich, dass es durch den "Ring" hindurchfliegt?
Interessante Frage...

Zunächst einmal ist die "Singularität", ob ring-, scheiben-, oder punktförmig nur eine mathematische Folge der jeweiligen Lösungen der Feldgleichungen der ART bzw. der resultierenden Metriken.

Sie kennzeichnet den Ort der maximalen Raumkrümmung, ob es sich um einen Punkt oder ein beliebiges anderes Gebilde handelt, ist dabei eher zweitrangig.

Die Feldgleichungen der ART ergeben bei stationären, nicht rotierenden schwarzen Löchern eine punktförmige Singularität ohne Ausdehnung (Radius = 0), bei stationären, rotierenden schwarzen Löchern eine ring- oder scheibenförmige Singularität, ebenfalls ohne Ausdehnung (Radius = 0).

Das ist zwar schwer mit unserem Verstand zu fassen, aber zumindest mathematische Realität und ein dezenter Hinweis darauf, dass die ART bei extremen Bedingungen versagt.

Du könntest folglich keinesfalls den 'Ring' durchfliegen, weil es ein 'durch' bei einem Objekt ohne Ausdehnung nicht geben kann - schon gar nicht für einen Menschen, der schließlich im Vergleich zur Singularität unendliche Ausdehnung hat.

Ist aber ebenfalls nicht weiter schlimm, weil Du so oder so im schwarzen Loch gefangen wärst und selbst bei einem hunderte Milliarden Sonnenmassen schweren SL irgendwann durch die Gravitationsgradienten in der Nähe der Singularität übel zugerichtet würdest.
Das ist zwar besser, als dieses Schicksal bei einem kleinen SL schon vor dem EH zu erleiden, aber ändert nichts am Ergebnis.


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17.04.2018 um 16:52
@hawak

Ich stelle mir aber eine andere Frage: Die Idee mit dem Flug in ein schwarzes Loch (sozusagen als zwischenzeitliches Miniuniversum) beruht ja, wenn ich es richtig sehe, auf der Annahme, dass die - durch den Phasenübergang ausgelöste - Inflation (also plötzliche Ausdehnung des Raumes) mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt.

Nun ist aber die Inflation kurz nach dem Urknall mit wesentlich höherer Geschwindigkeit erfolgt. Was ja auch kein Problem ist, der Raum an sich darf das ja.

Müsste eine dergestalt einsetzende Inflation nicht auch heute mit gleicher Rate stattfinden? Das würden dann - wie ich vermute - auch Schwarze Löcher nicht überstehen.


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17.04.2018 um 16:55
@hawak
hawak schrieb:Du könntest folglich keinesfalls den 'Ring' durchfliegen, weil es ein 'durch' bei einem Objekt ohne Ausdehnung nicht geben kann - schon gar nicht für einen Menschen, der schließlich im Vergleich zur Singularität unendliche Ausdehnung hat.
Ich nahm an, dass die ringf. Singularität doch schon eine gewisse Ausdehnung hat.
Der Ring an sich zwar unendlich dünn aber der Radius des Ringes > 0.

Wird auch oft so dargestellt:

SchwKerr2


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17.04.2018 um 17:04
@delta.m

Das ist eine der Diskrepanzen zwischen Allgemeiner Relativitätstheorie, die einer Singularität die Größe Null gibt und der Quantenmechanik, die das nicht erlaubt.

Ich weiß zwar nicht, wie weit die Bemühungen der Physiker, sowas wie eine quantifizierte Gravitationstheorie zu entwickeln (die diesen Widerspruch auflöst) vorangeschritten sind, aber ich fürchte, da werden wir noch etwas warten müssen...


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17.04.2018 um 17:07
Blues666 schrieb:Das ist eine der Diskrepanzen zwischen Allgemeiner Relativitätstheorie, die einer Singularität die Größe Null gibt und der Quantenmechanik, die das nicht erlaubt.
Ja, es stellt sich die Frage, inwiefern in diesem Bereich die Mathematik überhaupt noch die Natur beschreibt.
Eine Singularität ist eben (nicht nur physikalisch) fragwürdig.


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17.04.2018 um 17:10
Blues666 schrieb:Müsste eine dergestalt einsetzende Inflation nicht auch heute mit gleicher Rate stattfinden? Das würden dann - wie ich vermute - auch Schwarze Löcher nicht überstehen.
Ich glaube, Du verwechselst die theoretische Phase der Inflation mit den angenommenen Symmetriebrüchen bzw. Phasenübergängen.

Es ist zwar so, dass aufgrund der Inflation auch eine Abkühlung des Universums einherging (genau genommen sogar wahrscheinlich eine Unterkühlung), die dadurch einen Symmetriebruch verursacht hat. Aber der Phasenübergang wäre auch ohne Inflation aufgetreten, nur eben sehr viel später.

Die Phasenübergänge kennzeichnen Vorgänge bei denen vorher ununterscheidbare Wechselwirkungen (z.B. starke und schwache Kernkraft) sich plötzlich in unterscheidbare Wechselwirkungen mit jeweils eigenen davon betroffenen Austausch- und Materieteilchen aufteilen.


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17.04.2018 um 17:13
@hawak

Ah! Danke! Ja, das habe ich dann offenbar durcheinandergebracht.

@delta.m

Hier mal eine Erklärung, wie das so ist, wenn man in ein schwarzes Loch flöge:

Youtube: Sturz ins Schwarze Loch • Faktencheck | Andreas Müller

Hier der Kanal:

https://www.youtube.com/user/UrknallWeltallLeben/videos

der sehr empfehlenswert ist.


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17.04.2018 um 17:19
delta.m schrieb:Der Ring an sich zwar unendlich dünn aber der Radius des Ringes > 0.
Ja, wie soll man etwas Unvorstellbares auch korrekt darstellen :D

Ich bin jetzt kein Experte in Sachen "Geometrie schwarzer Löcher" (und dazu noch rotierender), aber meines Erachtens existiert dieser 'Innenbereich' der ringförmigen Singularität überhaupt nicht - er hat keine definierte Metrik.

Vielleicht kann man sich das so vorstellen, dass die Raumzeit bei einem rotierenden SL derart strudelförmig verzerrt wird, dass der Bereich innerhalb des Ringes aus der Raumzeit herausgeschleudert wird - ähnlich dem windstillen Auge im Zentrum eines Tornados.

Die Mathematik dahinter ist allerdings leider alles andere als offensichtlich, ich werde mal ein paar Recherchen anstellen.


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