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Was ist hinter den Grenzen des Universums?

5.320 Beiträge, Schlüsselwörter: Universum, Weltall, Grenzwissen, Kosmos, Grenze, Expansion, Ausdehnung

Was ist hinter den Grenzen des Universums?

11.01.2016 um 13:24
@pluss
Moin... Flach kann auch eine nur gering gekrümmte Fläche sein.

Siehe Video Rix... Ausschnitt:
te4662d flatness
Der von uns beobachtbare Quadrant von "ca. 13 Mrd LJ Seitenlängen" (s. letzte Grafik rechts u.) hat laut neusten Beobachtungsergebnissen des CMB eine Krümmungsgeometrie bis zu 1%. Also eine sehr geringe Krümmung.
Demnach wäre das gesamte nicht sichtbare Universum...falls perfekte Kugelform...ca. 10 T mal grösser.
Ist es jedoch unendlich geht die Krümmungsgeometrie des von uns beobachtbaren Ausschnitts.....gen 0...

Ähnlich..... wie bei einer fast unendlich ausgedehnten Hypertorus- od. Torus-Fläche.


Aktuell geht man jedoch nicht mehr von der Idealform einer perfekten Kugel aus, sondern von der Form eines Ellipsoiden:
Auf ein Problem stießen die Astronomen jedoch in den WMAP-Daten: Das so genannte Quadrupol-Moment - die Temperaturschwankungen auf sehr großen Skalen - ist zu schwach ausgeprägt. Leonardo Campanelli von der Universität Ferrara, sowie Paolo Cea und Luigi Tedesco von der Universität Bari fanden nun eine Lösung für dieses Problem. Sie konnten zeigen, dass in einem elliptischen Universum die Quadrupol-Komponente der Hintergrundstrahlung schwächer ist. Dabei reicht bereits eine Exzentrizität von einem Prozent, um die WMAP-Daten zu erklären.

Die Idee, dass unser Universum keine Kugel, sondern ein Ellipsoid ist, ist keineswegs neu. Es ist aber das erste Mal, dass diese Idee konsequent auf die von WMAP gelieferten Daten angewendet wurde. Prinzipiell gibt es keinen Grund dafür, dass das Universum exakt kugelförmig sein muss. Schon geringe Störungen, zum Beispiel durch ein Magnetfeld, könnten für eine leichte Deformation sorgen, so Campanelli, Cea und Tedesco.
Was mehr od. weniger andere Formen zb. Torus ausschliesst...

So könnte man sich vorstellen...wenn auch nicht so ausgeprägt wie in folgender Grafik.
Die eigentliche Krümmungsgeometrie variiert also ein wenig.... bzgl einzelner Quadranten.
tWsWKFT ellipsoid01
NG

Ps:
Wikipedia: Exzentrizität_(Mathematik)


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11.01.2016 um 13:53
Also wenn ich richtig informiert bin, KÖNNEN wir zu der Frage dieses Threads definitiv keine Aussage machen. Jede Aussage darüber ist zu 100 % spekulativ . Die Antworten "Gott, Nichts, Andere Universen, Rote Grütze, Ein grünes Fahrrad" sind alle gleichwertig und gleich wahrscheinlich.

Fakt ist , dass die Entstehung Dieses Universums völlig ungeklärt ist. Die Wissenschaft kann nur Aussagen machen, was 10 hoch -44 SEKUNDEN nach einem vermuteten Urknall geschehen ist. Alles davor: reine Spekulation, siehe oben.


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11.01.2016 um 14:19
@schtabea
Man kann nur spekulieren das ist richtig. Niemand hier kann seine These als Wahr darstellen.
Tut der Diskussion keinen ab, finde ich. Man kann Thesen erfinden und die Wahrscheinlichkeit mit der sie Richtig ist besprechen.
Ein grünes Fahrrad ist als Theorie eher unwahrscheinlich. Um die Aussage zu treffen muss man die These erst analysieren. Und während man überlegt, ob das grüne Fahrrad die Antwort ist, kommen Grundlegende Fragen auf z.B. "Was genau ist das Universum?", die man hier besprechen kann.

Ich finde dieser Thread ist eine schöne Spielwiese.
schtabea schrieb:Die Wissenschaft kann nur Aussagen machen, was 10 hoch -44 SEKUNDEN nach einem vermuteten Urknall geschehen ist.
*Klugscheissermodus an* 5,39106 x 10⁻⁴⁴ Sekunden*Klugscheissermodus aus*


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11.01.2016 um 20:17
@Bumbelbee
Man braucht zwingend einen Vergleichswert ansonsten ist es für unseren Verstand unfassbar daher ist es für mich Sinvoller bei einem unendlichen Universum die Zwischenräume anstelle der "Gesamtheit" zu betrachten.
Es ist ja auch der Raum zwischen der Materie der sich stetig vergrößert bzw. das was Galaxien immer mehr auf Abstand hält.
Sich das in einem unendlichen System vorzustellen mag in der Tat surreal erscheinen aber das ist denke auch niemandem zu verdenken.

@Monsteriker
Ein leerer Raum ist aber dadurch gekennzeichnet, dass dort nichts ist. Und damit ist der Raum selber keine Art von "Ding" bzw. "Etwas", was man gewöhnlicherweise in einem Raum vorfindet, sondern etwas auf Dinge bezogenes. Da es im leeren Raum keine Dinge gibt, ist derselbe also kein "Nichts", sondern ein anderer Ausdruck für "nichts" - mit dem Vorteil, dass man sich einen leeren Raum gut veranschaulichen kann, was bei "nichts" erfahrungsgmäß schwer bis unmöglich ist, denn mit der Eigenschaft "nichts" sind wir nicht vertraut. Mit dem Begriff "Raum" allerdings schon ...
Ja die semantische Falle ist ganz schön heimtückisch.
Letztlich wirst du aber gezwungen sein diese Definition in Bezug auf Nichts und leerem Raum immer wieder von neuem erörtern zu müssen um etwaige Missverständnisse vorzubeugen.

Auch wenn das Nichts im wahrsten Sinne des Wortes nichts ist was sich auch nur irgendwie beschreiben oder definieren ließe halte ich es dennoch für praktikabler bei diesem Thema nicht immer auf solche konstruktivistischen Hilfsmodelle zurückzugreifen auch wenn das Nichts dadurch zumindest Gedanklich etwas greifbarer erscheinen mag.


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12.01.2016 um 12:32
@Libertin

Klingt ja alles gut mit den Nichts-Argumenten, vor allem das mit dem "semantisch"...

Aber dennoch verfehlt deine Erklärung das Ziel (freundlich)
Es geht hier nicht drum das die Leutchens etwa das "Nichts" falsch einschätzten...
Es geht darum das die Leute vom Raum keine Idee haben und nicht wissen das selbst "leerer Raum" Energie bedarf.
Da brauchts noch nicht mal Vakuumenergie für.

Raum an sich ist bereits eine Entität, auch ohne Observablen.
NG


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12.01.2016 um 13:52
@Libertin

Vielleicht hast Du ja recht und ich sollte mich mit der Gleichsetzung von "nichts" mit "leerem Raum" zurückhalten.

@Z.
Z. schrieb:... nicht wissen das selbst "leerer Raum" Energie bedarf.
Ich gestehe, dass ich hier auch ein Unwissender bin. Inwiefern bedarf ein leerer Raum (also wirklich leer und nicht Vakuum voller Energie!) Energie? Und auch das hier:
Z. schrieb:Raum an sich ist bereits eine Entität, auch ohne Observablen.
... lässt sich allenfalls am Begriff festmachen, weil Begriffe es an sich haben, dass sie etwas bezeichnen, aber außerhalb des gedachten Seins (was hier ja lediglich ein Konstrukt darstellt, aber keine Entität, die außerhalb des Denkens, bzw. Wahrnehmens existiert) kann ich beim leeren Raum keine Entität ausmachen, weil sich der Begriff Raum üblicherweise auf darin befindliche Entitäten bezieht, selber aber keine Entität darstellt.

Vielleicht kannst Du mir das noch einmal nachvollziehbarer darstellen. Es würde mich wirklich interessieren. Danke.


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12.01.2016 um 16:00
Nein. Raum und Zeit werden abgeleitet aus der Erfahrung von Ausdehnung, Abstand usw. sowie Dauer und Veränderung. Es gibt Dinge mit bestimmten Eigenschaften, die wir wahrnehmen können. Raum und Zeit können wir nicht als solche wahrnehmen, sondern immer nur Dinge, Ereignisse usw., die wir dann mit Hilfe von Raum und Zeit in eine kommunizierbare Struktur bringen.
Und ich sagte noch extra, Du hättest besser das Beispiel Farbe nehmen sollen. Dennoch hatte ich die Entgegnung dazu schon längst geschrieben gehabt. Eben daß das, was wir da als Farbe wahrnehmen, als Raum bzw. Zeit, dennoch einen sehr realen Anhalt hat, und das, was wir wahrnehmen, das Reale durchaus in Teilen wiedergibt. Wir können mit diesen unseren Wahrnehmungen arbeiten. Zu sagen, das existiere nicht, ist sophistisch und geht an empirischer Wissenschaft schlicht vorbei.
Leerer Raum hat aber keine Eigenschaften, die man hier zuschanzen könnte, weil er ja "nichts" ist ("ist" wieder mal grammatisch gebraucht!).
Auch nicht die Eigenschaft "Raum", und dennoch meinst Du, es sei sinnvoll, anderen den "leeren Raum" zu präsentieren. Nicht daß ich das noch nicht gesagt hätte- Bitte versteh mich endlich mal. Danke.


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12.01.2016 um 16:04
Ehrlich gesagt kann ich mir die Unendlichkeit nicht wirklich vorstellen, ich kann mir aber im Geiste eine künstliche Grenze schaffen und die "endliche" Scheibe in die eine Dimension wachsen lassen. Eigentlich wieder nur getrickst
Du kannst nicht an anderen den Tricksenvorwurf bemängeln und ihn dann selber erheben. Ent oder weder, ansonsten legste hier ne Doppelmoral vor.

Ansonsten weichst Du wieder mal nur aus. Du mußt Dir die Unendlichkeit des Scheibendurchmessers nicht vorstellen können, es reicht, daß die Scheibe da in dieser Richtung "irgendwie unendlich" ist. Aber daß diese Scheibe dennoch an Volumen zunehmen kann, das hättest Du eigentlich ganz simpel begreifen können. Nur wolltest Du es vielleicht gar nicht...


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12.01.2016 um 16:50
@Monasteriker
Hi... und Willkommen im Forum.

Es geht hier eigentlich bei weniger um begriffliche Definitionen.
Dennoch müssen wir uns zunächst darüber verständigen

Zur Entität: (seiend Ding)
Wikipedia: Entität
In dieser Hinsicht ist Entität dem klassischen Substanz­begriff sinnverwandt.
Der Leere Raum, sagen wir das Vakuum, befreit jeglicher elektromagnetischen Energie, derer Potentiale und Wirkungen, schlussendlich derer Observablen...
Eine Observable (lateinisch observabilis ‚beobachtbar‘) ist in der Physik, insbesondere der Quantenphysik, der formale Name für eine Messgröße und den ihr zugeordneten Operator, die im Zustandsraum, einem Hilbertraum, wirken. Beispiele sind die Energie, die Ortskoordinaten, die Koordinaten des Impulses und die Komponenten des Spins eines Teilchens sowie die Pauli-Matrizen.
Wikipedia: Observable

... entspricht Einstein gemäß einer Entität:
Die Existenz des Gravitationsfeldes ist an die Existenz des Raumes unmittelbar gebunden. Dagegen kann ein Raumteil sehr wohl ohne elektromagnetisches Feld gedacht werden; das elektromagnetische Feld scheint also im Gegensatz zum Gravitationsfeld gewissermaßen nur sekundär .....
...die weiterführend...
Da nach unseren heutigen Auffassungen auch die Elementarteilchen der Materie ihrem Wesen nach nichts anderes sind als Verdichtungen des elektromagnetischen Feldes, so kennt unser heutiges Weltbild zwei begrifflich vollkommen voneinander getrennte, wenn auch kausal aneinander gebundene Realitäten nämlich Gravitationsäther und elektromagnetisches Feld oder - wie man sie auch nennen könnte - Raum und Materie.
Albert Einstein 5 Mai 1920 Universität zu Leiden.

...ohne jegliche Energie/Observable als "Existent" einzustufen ist.

Da virtuelle Vakuumenergien A. nur Wahrscheinlichkeiten entsprechen*, die im Grunde nicht Real sind und B. im Sinne Einsteins, zu den erwähnten elektromagnetischen Felder gezählt werden könnten, wären sie zudem vom Raumbegriff zu trennen. ((*siehe auch die "Quantenfeldtheorie", die das Aufkommen rein virtueller Teilchen stets mit existenten Feldern von Observablen verbindet))

Der Ausdruck für die Existenz des Raumes, ist zb. dessen geometrisches Erscheinen in Form von Gravitationsfeldern, welche nicht zu den Observablen gezählt werden können. Zudem ist die Existenz reiner Gravitationsfelder, sprich die Existenz einer Raumgeometrie nicht an die Anwesenheit von Observablen gebunden. Sprich ein Gravitationsfeld kann ohne jegliche Anwesenheit von Energie (EM-Feldern/Materie) frei durch das Vakuum (den Raum) propagieren.

Heißt der Raum an sich kann gekrümmt sein und es können zudem Koordinaten zur Beschreibung dessen Topologie herangezogen werden, auch wenn er absolut leer erscheint.

Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen durch Dieter Brill zeigen das Einstein mit seinem Anliegen eines unabhängig existenten Raumes...
"Die Existenz des Gravitationsfeldes ist an die Existenz des Raumes unmittelbar gebunden"
... sehr wohl richtig vermutete.
Brill-Wellen sind eine spezielle Form reiner Gravitationswellen und Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen im Vakuum. Sie sind benannt nach Dieter Brill, der 1959 diese Wellen eingehend untersuchte und zeigen konnte, dass diese Konfiguration reiner Gravitationswellen eine positive Masse* (gemessen im Unendlichen) haben kann. Aus diesem Grund sind sie nicht nur ein Artefakt des Koordinatensystems, sondern können ein reales, physikalisches System bilden.
Die Energie* dieser Wellen ist in der propagierenden Raumkrümmung gespeichert.
http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/brill-wellen/57

Wobei zu beachten ist das es sich hier beim "Energie* und Massenbegriffen* " definitiv nicht um EM-Felder handelt die Observablen entsprechen!!!

Bis später...
NG


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12.01.2016 um 17:04
@Z.

Erst mal Danke für Deinen Beitrag. Ich werde mir das noch einmal gründlich durchlesen und dann später noch etwas dazu schreiben. Was mir sofort auffällt, ist, dass ein Gravitationsfeld etwas ist, was den Raum füllt - und somit der mit einem Gravitationsfeld gefüllte Raum nicht als leer bezeichnet werden kann.

Ich kann ja verstehen, dass man in der Physik diesen mit einem Gravitationsfeld ausgefüllten Raum als Basis nimmt, aber das ist nicht das, was ich als leerer Raum bezeichnet habe. "Leer" bedeutet hier wirklich leer - also auch leer von einem Gravitationsfeld.


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12.01.2016 um 17:17
@Monasteriker
Das Gravitationsfeld ist aber leider nunmal Folge des Raumes!
Nicht der Raum Folge des Gravitationsfeldes....

Liess es dir nochmal durch dann machen wir weiter...
LG


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12.01.2016 um 17:20
@Z.
Z. schrieb:Raum an sich ist bereits eine Entität, auch ohne Observablen.
Dem widerspreche ich auch nicht.
Gemeint war auch kein "Nichts" das Entsprechungen zu einem Vakuum hat.
Das ganze ging schon weg von der uns bekannten Physik und eher in den philosophischen Bereich sprich ins spekulative.


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12.01.2016 um 17:28
@Libertin
No Prob!!! Ich bitte vorsorglich um Entschuldigung, sollte keine persönliche Kritik sein.
NG


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12.01.2016 um 17:45
Monasteriker schrieb: "Leer" bedeutet hier wirklich leer - also auch leer von einem Gravitationsfeld.
Gibt es einen solchen Raum überhaupt? Und wenn ja, ab wann kann man davon sprechen, dass kein Gravitationsfeld vorliegt? Mir ist natürlich klar, dass die unendliche Reichweite der Gravitation in der Praxis nicht die Bedeutung hat, wie in der Theorie, aber irgendwo muß man ja diese Grenze definieren...

In dem Zusammenhang tauchte neulich in einem Video von Harald Lesch oder Josef Gaßner (weiß ich jetzt nicht mehr genau) ein weiterer Aspekt auf. In der Quantenmechanik bricht doch infolge eines Messvorganges die sogenannte Wellenfunktion zusammen. Und zu den Messvorgängen zählt man so weit ich weiß auch alle Arten von Wechselwirkungen. Wie verhält es sich aber mit der Gravitation? Die ist nicht abschirmbar, und überall vorhanden. Gilt das nun auch als Messvorgang, oder ist die Gravitation in der Quantenwelt zu vernachlässigen, da sie ca. 40 Größenordnungen schwächer ist, als z.B. die starke Kernkraft, und ca. 38 Größenordnungen schwächer als die elektromagnetische WW?


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12.01.2016 um 18:47
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Gibt es einen solchen Raum überhaupt? Und wenn ja, ab wann kann man davon sprechen, dass kein Gravitationsfeld vorliegt? Mir ist natürlich klar, dass die unendliche Reichweite der Gravitation in der Praxis nicht die Bedeutung hat, wie in der Theorie, aber irgendwo muß man ja diese Grenze definieren...
Das ist ja das Prob... @Monasteriker versucht (freundlich) das Nichts mit leerem Raum gleichzusetzen..
und das funktioniert nicht, nicht aus Einsteins sicht.

Die Quantenmechanik ist unterschiedlicher Herangehensweise, jedoch ohne RT`s Angleichung sozusagen Unvollständig.
Hier mal ein Vergleich der uns etwas von der allg Problematik erzählt.:
Viele Physiker würden nun gerne die Erfolge der Quantenmechanik auf die Gravitation übertragen. Sie postulieren ein Wechselwirkungsteilchen mit dem Namen Graviton um in ähnlicher Weise wie bei den anderen drei Grundkräften die Kraftwirkung zwischen Massen erklären zu können. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass dieses Teilchen bis jetzt rein hypothetisch ist. Es gibt bis zum heutigen Zeitpunkt keinerlei experimentelle Hinweise, die auf die Existenz eines solchen Teilchens deuten würden. Einen experimentellen Nachweis wird es vielleicht auch nie geben. Die Argumente gegen ein solches Teilchen sind zu erdrückend.
Die allgemeine Relativitätstheorie lässt sich nicht einfach ignorieren. Sie liefert zu exakte Voraussagen über physikalische Vorgänge, als dass man sie so einfach durch einen quantenmechanischen Mechanismus wie den Austausch eines Gravitons ersetzen könnte. Wie schon oben erwähnt kommt die Relativitätstheorie aber ganz ohne Trägerteilchen aus.

Noch größer werden die Unterschiede, wenn man die Rahmenbedingungen beider Theorien vergleicht. Wenn es ein Graviton geben würde, bräuchte es wie ein Schauspieler, der eine Bühne benötigt um aufzutreten, eine Hintergrundmetrik (einfacher: die Koordinaten des Feynman-Diagramms; Raum und Zeit). In der Relativitätstheorie geht es aber gar nicht um einen Schauspieler. Die Bühne selbst ist verbogen. Die Quantenmechanik möchte die Schwerkraft durch den Austausch eines Teilchens erklären, das sich durch Raum und Zeit bewegt, die Relativitätstheorie dagegen durch die Krümmung eben dieser Raum-Zeit. Das ist ein offensichtlicher Widerspruch und ein prinzipieller Unterschied zwischen beiden Theorien, der es so schwierig macht beide zu vereinen.
Lesbar geschrieben:
http://www.josephg.de/

Eine Brücke könnte die These Dunkle Energie=Vakuumenergie=Raumexpansion darstellen.
Insofern wäre das Aufspannen des Raumes und dessen Geometrien evtl. auch Quantenmechanisch gründbar...

Was aber nun deinen weiterführenden Ansatz betr.:
Peter0167 schrieb: In der Quantenmechanik bricht doch infolge eines Messvorganges die sogenannte Wellenfunktion zusammen. Und zu den Messvorgängen zählt man so weit ich weiß auch alle Arten von Wechselwirkungen. Wie verhält es sich aber mit der Gravitation?
Hier hat Penrose sich zu Wort gemeldet, mit der sog. "Penrose Interpretation".
Wikipedia: Penrose_interpretation

Die Superposition bliebe erhalten bis das bestimmte Potential eines G-Feldes diese zur Dekohärenz bringt.
Ich suche gerad noch was in Deutscher Sprache... und stell es noch kurz ein.
NG


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12.01.2016 um 18:51
@Z.
Z. schrieb:Das Gravitationsfeld ist aber leider nunmal Folge des Raumes!
Ist es das wirklich? Oder ist es ein Postulat, dass es so sei?


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12.01.2016 um 18:59
@Monasteriker
Nun es dürfte nicht gerade einfach werden die ART hier durchzukauen ;)
Sagen wir so, sie ist nicht gerade unbeliebt, weil sie etwa durch Fehler glänzte.

In so fern ist Einsteins Theo ein Fundament und kein wackeliges Theoriechen.
NG


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12.01.2016 um 19:01
@Peter0167
http://itp1.uni-stuttgart.de/lehre/vorlesungen/hauptseminar/ss2012/12_Vortrag_Gelhorn.pdf
Ab Seite 8... zur Penrose Interpretation.
Hab Druck uns setz später noch was lesbares rein.
NG


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12.01.2016 um 19:29
@Z.

Schon klar. Ich habe auch nicht vor, an Einstein bzw. der ART herumzumäkeln. Dass die ART funktioniert und in sich stimmig ist sowie experimentell solide untermauert ist, steht für mich außer Frage. Darüber müssen wir nicht diskutieren. Auch nicht darüber, dass man für eine Theorie zunächst eine bestimmte Basis schaffen muss, um darauf aufzubauen.

Ich frage nur, ob das Fundament, auf dem die ART aufbaut, selber eine Art Axiom darstellt (bzw. analog zu einem mathematischen Axiom zu sehen ist).


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12.01.2016 um 21:27
@Z.
Z. schrieb:Stell dir nen "nicht Ort" vor... ;)
Das ist bei mir so wie wenn jemand sagen würde "denk nicht an Elefanten" dann denk ich nur noch an Elefanten :D

FnJ ebenfalls :)


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