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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

2.322 Beiträge, Schlüsselwörter: Gott, Universum, Wissenschaft, Urknall, Unendlich, .., Die Ersten Teilchen

Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 17:36
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Und vor allem, worauf bezieht sich das "flach" im Zusammenhang mit einem Universum?
Flach bezieht sich auf die Geometrie des Universums; dass die Winkelsumme in Dreiecken immer 180° ist. IN sphärischen oder hyperbolischen Universen wären die Winkelsummen entsprechend größer oder kleiner als 180°. Flach heißt nicht, dass das Universum begrenzt ist oder platt. Man könnte sagen das Universum ist flach wie ein Flugplatz oder flach wie die Seite eines Würfels.

Zu sagen es ist flach wie eine Briefmarke oder ein Blatt Papier ist zwar im Prinzip auch richtig, verleitet aber dazu zu denken, man hätte es mit einem "platten" Universum zu tun. Das ist es offensichtlich nicht, denn wir haben schließlich 3 Dimensionen.
Peter0167 schrieb:Was mir leider noch unklar ist, warum spricht ein flaches Universum für ein unendliches?
Soweit ich weiß, ist das nur eine Sache mit Ockhams Rasiermesser... Man müsste bei einem endlichen Universum sagen, warum es denn endlich sei. Es ist einfacher, von einem unendlichen Universum auszugehen. Da wir aber weder für das eine noch für das andere Belege haben, kann man nicht abschließend sagen, ob es nun endlich oder unendlich ist.


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 17:42
Gim schrieb:Man müsste bei einem endlichen Universum sagen, warum es denn endlich sei. Es ist einfacher, von einem unendlichen Universum auszugehen.
Da könnte man sich schon was ausdenken, aber unabhängig davon ob es auch unendlich viel Material gibt, selbst wenn dieses begrenzt und an einem Ort konzentriert wäre so würde in einem geometrisch flachen Universum dennoch jede Raumdimension unendlich weit fortlaufen. Endliche Raumdimensionen erhältst du nur wenn sie in sich geschlossen sind, offene Ende können sie nicht haben (das wäre beim Raum im Prinzip auch nichts anderes als wenn man die Zeit in irgendeinem Zeitpunkt in der Zukunft abrupt enden lassen wollte).

Differenzierend,

t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 18:24
Vielleicht noch ergänzend zum Thema flaches Universum und einfach erklärt für alle Interessierte:

Kosmologie

Anzeichen für ein flaches Universum
Das Bicep-2-Teleskop am Südpol hat Indizien gefunden, dass sich das Universum am Beginn extrem schnell aufgebläht hat. Damit könnten die Daten eine von drei konkurrierenden Vorstellungen darüber, wie sich das Universum verhält, stützen.


http://www.deutschlandfunk.de/kosmologie-anzeichen-fuer-ein-flaches-universum.740.de.html?dram:article_id=280892


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 18:25
@yukterez
@Gim

Danke für die Antworten.

Im Grunde ist ja nur Masse bzw. Energie in der Lage, den Raum zu krümmen. Nun frage ich mich, welche Faktoren entscheiden darüber, ob unser Universum flach bleibt, oder ob wir in die eine oder andere Richtung "abdriften". Aus diversen Lesch-Videos weiß ich, dass dabei die Energiedichte und die Expansionsrate eine wichtige Rolle spielen.
Da die Energie eine Erhaltungsgröße ist, und der Raum expandiert, dürfte die Energiedichte immer weiter abnehmen. Wird das nun durch die beschleunigte Expansion ausgeglichen, oder verschafft es dem Universum nur mehr Zeit, oder hat die Expansion letztlich gar nix mit der Raumgeometrie zu tun?

Vielleicht steht das ja in deinem Link @yukterez, aber das muss ich erst durch den Übersetzer jagen, mein Russisch ist grauenhaft, aber immer noch besser als mein Englisch :D. Bis später...

Jetzt auf den Weg nach Hause machend, da Feierabend,

Peter


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 19:02
Peter0167 schrieb:Nun frage ich mich, welche Faktoren entscheiden darüber, ob unser Universum flach bleibt, oder ob wir in die eine oder andere Richtung "abdriften".
Einmal flach, immer flach: Ωk(t)=Ωk(now)·a-2

0·a-2 ergibt für alle a (Skalenfaktor) ebenfalls 0.

Wenn die Krümmung positiv ist wird sie mit der Ausdehnung des Universums zum Quadrat schwächer (so wie auch die Krümmung der Erde kleiner ist als jene einer Murmel, obwohl beide rund sind). Wäre sie nicht 0 müsste sie je früher man in der Zeit zurück geht umso stärker werden.

Nachrechnend,

t2ff9fb st12a


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22.10.2015 um 21:03
@Peter0167

Bin ein bisserl unzufrieden mit den bisherigen Antworten zum Flach und Unendlich.

Das Universum hat keinen Rand. Hätte es einen Rand, dann müßte dahinter noch was kommen (und sei es ein Leerraum, aber irgendwas halt). Rand ist nicht. Nun ist unser dreidimensionaler Raum letztlich nur die Oberfläche eines vierdimensionalen Raumes (selbst wenn es keine vierte Raumdimension gibt, denn och kann man sich den dreidimensionalen Raum wie ne 4D-Oberfläche vorstellen). So, wie ein 2D-Raum ne Oberfläche eines 3D-Raumes ist.

Wie kann nun ein 2D-Raum komplett ausgefüllt werden? Nehmen wir mal ein Blatt Papier. Dumm nur, das Blatt hat einen Rand, hinter dem es das Blatt nicht mehr gibt. Aber da könnte es noch welches geben. Auch wenn das Blatt endlich ist, die 2D-Ebene, auf der sich das Blatt befindet, ist unendlich.

Weil das Blatt eben flach ist. Wäre das Blatt gekrümmt, dann könnte es z.B. die Form einer Ballonkugel einnehmen. Das Tolle daran, die 2D-Ebene hat keinen Rand, ist aber endlich. Anders rum gekrümmt könnte das Blatt ne Sattelform annehmen. Erweitert man diese 2D-Ebene, erhält man die Form eines Donuts. Auch der wäre wieder endlich. Aber ohne Rand.

Eine 2D-Fläche mit Krümmung bildet eine Ebene, die endlich ist. Wenn diese Ebene "alles" ist, dann ist sie nicht unendlich groß, auch wenn sie ohne Ende, ohne Rand ist. Bei nem flachen Blatt Papier dagegen ist die Blattebene wirklich unendlich. Bei "endlich" gäbe es stets einen Ebenenrand und dahinter noch ne weiterführende, unendliche Ebene.

yukterez hatte es schon fast so gesagt, nur klang es bei ihm so, daß gekrümmtes endlich ist, aber Flaches nur unendlich sein kann, nicht aber auch sen muß.

Eine Ameise auf nem 2D-Ballon, wie will die rausfinden, ob ihr Universum unendlich ist oder nicht? Sie malt zwei parallele Geraden auf den Ballon. Sowohl parallel als auch gerade. Nach ner Weile müßten die Geraden aber auf nem Ballon sich schneiden. Tun sie das nicht, ist das Universum flach wie ein Blatt Papier auf nem Tisch. Und damit ist die Ebene unendlich. Wurde von Gim auch schon gesagt, ein Dreieck auf so ner Ballonfläche hätte mehr als 180° mit allen drei Winkeln zusammen. Oder weniger als bei ner negativen Krümmung. Auf jeden Fall keine 180. Geht übrigens mit dreidimensionalen Objekten genauso, ein Würfel etwa.

Nun kennen wir keine so großen Dreiecke oder Würfel, daß die Krümmung unseres Raumes schon eine spürbare Winkelsummenabweichung ergeben könnte. Also müssen wir die Geraden nehmen. Etwa zwei parallele Lichtstrahlen. Oder anders rum, weil zwei hiesige parallele Strahlen sich in der Ferne kreuzen würden: Kennen wir eine Lichtquelle, von der aus Licht zu uns ausgestrahlt wird, welches bei uns auf zwei parallelen Bahnen ankommt? Wir müßten also einen weit entfernten Stern (oder Galaxie) zweimal am Himmel sehen. Und zwar sämtliche Lichtquellen, die genauso weit von uns weg sind, müßten hier zweimal am Himmel zu sehen sein. Auch die noch weiteren Lichtquellen, die müßten in noch größerem Abstand als Lichtpaare am Himmel stehen. Eigentlich sogar als Lichtringe, unser Raum ist ja 3D.

Nun sehen wir solch ein Phänomen nicht. Also, so die einen Physiker, ist unser Universum Flach. Andere allerdings sagen, es kann noch immer gekrümmt sein, nur eben so riesig dabei, daß 13,7 Milliarden Lichtjahre noch keine nennenswerte Krümmung hat, sodaß wir den Unterschied zu flach nicht bemerken.

Bei nem flachen Universum jedenfalls wäre ebendieses Universum zwar unendlich groß, jedoch letztlich nur die Ebene, auf der sich das Universum befindet. Denn als aus dem urknall heraus entstanden kann das Universum bei welcher Expansionsrate auch immer sich bis heute noch nicht ins Unendliche ausgedehnt haben. Raum und Materie unseres Universums können wie ein Blatt Papier nicht unendlich weit erstrecken, wenn beide aus dem Urknall stammen und zuvor auf einen begrenzten "Raum" begrenzt wären, gar auf Null. Was uns wieder zum "Rand des universums" führt. Den müßte es dann geben. Nicht als Rand der Ebene, die ist unendlich und randlos. Aber als Rand des Raumes und der Ausbreitung/Verteilung von Materie und Energie in ihm.

Gerade die Unmöglichkeit von etwas, in endlicher Zeit und endlicher Geschwindigkeit aus einer endlichen Größe heraus zu einer unendlichen Größe zu werden, die einem flachen Universum einen Rand (und damit auch eine Mitte und eine Expansionsrichtung) bescheren würde, gehe ich mit einem ordentlichen horror vacui von einem nichtflachen universum aus.

Die Krümmung des Raumes durch Materie/Energie meint übrigens nur die Krümmung der Ballonoberfläche, also kleine Dellen oder Ausbeulungen. Die Krümmung der Ballonfläche als ganzer ist ne andere "Art der Krümmung". Ob sie dennoch quasi "die Summe aller Dellen" ist, da bin ich überfordert.


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 21:25
perttivalkonen schrieb:
yukterez hatte es schon fast so gesagt, nur klang es bei ihm so, daß gekrümmtes endlich ist, aber Flaches nur unendlich sein kann, nicht aber auch sen muß.
Doch, hier:
yukterez schrieb:Endliche Raumdimensionen erhältst du nur wenn sie in sich geschlossen sind, offene Ende können sie nicht haben
Das ist übrigens falsch:
perttivalkonen schrieb:Denn als aus dem urknall heraus entstanden kann das Universum bei welcher Expansionsrate auch immer sich bis heute noch nicht ins Unendliche ausgedehnt haben.
Das Universum war wenn es flach ist schon immer unendlich groß, auch wenn es sich ausdehnt!
perttivalkonen schrieb:Was uns wieder zum "Rand des universums" führt. Den müßte es dann geben. Nicht als Rand der Ebene, die ist unendlich und randlos. Aber als Rand des Raumes und der Ausbreitung/Verteilung von Materie und Energie in ihm.
Man geht davon aus dass es auch unendlich viel Materie gibt wenn der Raum unendlich groß ist, sowohl die Materie- und Energiedichte werden im Rahmen des kosmologischen Prinzips als homogen und isotrop betrachtet.

Ansonsten zustimmend,

t2ff9fb st12a


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 21:49
Zur Vertiefung betreffs unendliche Ausdehnung:

6. The Dynamics of Homogeneous Expansion, Part II @ t=58s

At home & at sea in an infinite universe: Newtonian & Machian theories of motion @ 11m5s

Empfehlend,

t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 22:35
perttivalkonen schrieb:(...) daß 13,7 Milliarden Lichtjahre[/B] noch keine nennenswerte Krümmung hat (...)
Bevor jemand auf falsche Ideen kommt. Wir wissen, dass das Universum mindestens einen Durchmesser von 92 Milliarden Lichtjahren hat. Die 13,7 sind das Alter. Endlichkeit, Krümmung (abseits vom beobachtbaren U) ist reine Spekulation.


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 22:49
@bamelam
Text[/Bevor jemand auf falsche Ideen kommt. Wir wissen, dass das Universum mindestens einen Durchmesser von 92 Milliarden Lichtjahren hat. Die 13,7 sind das Alter. Endlichkeit, Krümmung (abseits vom beobachtbaren U) ist reine Spekulation.
Ist das jetzt etwas, das in Deiner Fantasie entstanden ist, oder gibt es dafür Quellen? Die Annahme, dass sich das Universum mit einer Geschwindigkeit größer der Vakuumlichtgeschwindigkeit ausdehnt, erscheint mir etwas ungewöhnlich.


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yukterez
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22.10.2015 um 22:52
Africanus schrieb:Ist das jetzt etwas, das in Deiner Fantasie entstanden ist, oder gibt es dafür Quellen? Die Annahme, dass sich das Universum mit einer Geschwindigkeit größer der Vakuumlichtgeschwindigkeit ausdehnt, erscheint mir etwas ungewöhnlich.
Du hast dich auch noch keine Minute lang mit dem Thema beschäftigt.

arschtritt1, t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 22:53
Oh mein Gott, hätte ich nur nicht davon angefangen. Eigentlich wollte ich mal ne Weile etwas "kürzer treten", um den Kopf frei zu kriegen. selbst schuld ... base

Aber nun sind die Synapsen schon mal am glühen, dann sollte man das auch nutzen. Ein Problem, was mich immer wieder geistig ins straucheln bringt, ist die Verwendung von Begriffen, unter denen jeder etwas anderes zu verstehen scheint.

Bis heute ist mir nicht klar, wie der Begriff "Universum" zu verstehen ist. Ist damit unsere Raumzeit gemeint, oder wie es bei Wiki steht: "die vorgefundene Anordnung aller Materie und Energie, angefangen bei den elementaren Teilchen bis hin zu den großräumigen Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen."? Ich gehe übrigens davon aus, dass Energie und Materie sich nur IN der Raumzeit befindet, aber kein Bestandteil davon ist.
perttivalkonen schrieb:Das Universum hat keinen Rand.
Wiki sagt aber:
dass das Universum gemäß den meisten Modellen einen Durchmesser von mindestens 78 Milliarden Lichtjahren besitzen muss.
Wie kann etwas, was einen Durchmesser hat, keinen Rand haben?
yukterez schrieb:Das Universum war wenn es flach ist schon immer unendlich groß, auch wenn es sich ausdehnt!
... während:
perttivalkonen schrieb:Denn als aus dem urknall heraus entstanden kann das Universum bei welcher Expansionsrate auch immer sich bis heute noch nicht ins Unendliche ausgedehnt haben.
Verstehen wir letztlich alle nur etwas anderes unter dem Begriff "Universum"?

Bisher habe ich es eigentlich so verstanden, wie @perttivalkonen es hier formulierte:
perttivalkonen schrieb:Bei nem flachen Universum jedenfalls wäre ebendieses Universum zwar unendlich groß, jedoch letztlich nur die Ebene, auf der sich das Universum befindet. Denn als aus dem urknall heraus entstanden kann das Universum bei welcher Expansionsrate auch immer sich bis heute noch nicht ins Unendliche ausgedehnt haben. Raum und Materie unseres Universums können wie ein Blatt Papier nicht unendlich weit erstrecken, wenn beide aus dem Urknall stammen und zuvor auf einen begrenzten "Raum" begrenzt wären, gar auf Null. Was uns wieder zum "Rand des universums" führt. Den müßte es dann geben. Nicht als Rand der Ebene, die ist unendlich und randlos. Aber als Rand des Raumes und der Ausbreitung/Verteilung von Materie und Energie in ihm.
... aber mein unendlicher Respekt vor @yukterez Fachwissen, lässt jetzt schon wieder leise Zweifel aufkommen.

Das ist alles so verdammt verwirrend, ich brauche echt mal ne Pause :D


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 22:56
@Africanus
@Peter0167
Die Antwort auf die Frage ist eigentlich im Link von Y. über deinem Post ;)
Den Link hat er aber wohl erst gepostet als du noch am schreiben warst. Hier nochmal nen Link von dem man kein Kopfweh kriegt (sry Y): Wikipedia: Beobachtbares_Universum#Beobachtungshorizont

P.S: Fall sich jemand für Fußball interessiert, gleich Kloppo Zusammenfassung auf sport1 :D


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 22:57
Peter0167 schrieb:Bis heute ist mir nicht klar, wie der Begriff "Universum" zu verstehen ist.
Das kommt auf den Kontext an:
Wikipedia: Multiverse#Max_Tegmark.27s_four_levels
Peter0167 schrieb:Wie kann etwas, was einen Durchmesser hat, keinen Rand haben?
Der Wiki Artikel verwendet noch die alten WMAP-Zahlen. Seit Planck2013 wissen wir dass der Partikelhorizont 46 GLyr beträgt, und der Durchmesser damit 92 Glyr. Das ist aber kein Rand sondern nur ein Horizont unter vielen, siehe http://yukterez.net/lcdm/#plot

Licht ins Dunkel bringend,

t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:11
@yukterez
Du hast dich auch noch keine Minute lang mit dem Thema beschäftigt.
Habe ich das behauptet? Ich gebe zu, dass ich nicht auf allen Gebieten ein Spezialist bin und deswegen in einigen Bereichen auf das rudimentäre Wissen, welches ich mir angeeignet habe, angewiesen bin. Allerdings ist mir nicht klar, was mir im Jahre 2015 ein Artikel aus dem Jahre 2003 vermitteln soll. Ist seitdem die Forschung auf dem Gebiet still gestanden?


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:12
Okay, ich versuche das mal auf den berühmten Punkt zu bringen :D

DAS endliche flache expandierende Universum (von dem wir alle reden, wenn wir den Begriff "Universum" verwenden) ist also mindestens 92 Glyr groß, hat keinen "Rand", und wir können davon nur den beobachtbaren Teil ( ca. 13,8 Glyr ) beobachten. Und das Ganze breitet sich in etwas ebenfalls flachem, aber unendlichem aus, von dem wir aber keine Ahnung haben, um was es sich handelt.

Ist das in etwa so korrekt?


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:16
Africanus schrieb:Allerdings ist mir nicht klar, was mir im Jahre 2015 ein Artikel aus dem Jahre 2003 vermitteln soll.
Dir wahrscheinlich gar nichts facepalm
Peter0167 schrieb:und wir können davon nur den beobachtbaren Teil ( ca. 13,8 Glyr ) beobachten.
Falsch. Der beobachtbare Teil hat einen Durchmesser von 92 Glyr. Alles was dahinter ist hatte in den 13.8 Gyr (Zeit, nicht Strecke) die das Licht seit dem Urknall Zeit hatte uns zu erreichen noch keine Zeit uns zu erreichen, aber deshalb glaubt keiner dass dahinter nichts ist. Nur dass es mindestens so groß ist wie das was wir sehen ist auf jeden Fall garantiert.

Kein Modell kennend in dem dahinter Schluß wäre,

t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:19
@yukterez
yukterez schrieb:Dir wahrscheinlich gar nichts.
Ich danke Dir herzlich dafür, dass Du mir so direkt zu verstehen gibst, dass ein Diskussion mit Dir sinnlos ist.

Und damit bin ich raus aus diesem Thread. Byebye.


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yukterez
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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:22
@Peter0167
Du verwechselst wahrscheinlich den Hubbleradius mit dem Partikelhorizont!

Unterscheidend,

t2ff9fb st12a


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Was war zuerst - Raum oder Zeit?

22.10.2015 um 23:29
Alles was dahinter ist hatte in den 13.8 Gyr die das Licht seit dem Urknall Zeit hatte uns zu erreichen noch keine Zeit uns zu erreichen
Klar, da falle ich immer wieder drauf rein. Seit dem sich das Licht auf die Reise gemacht hat, hat sich die Quelle (bedingt durch die Expansion) ja weiter von uns entfernt, und ist jetzt ca. 46 Glyr entfernt. Manchmal habe ich aber wirklich Pech beim denken :D.

Da sich die weit entfernten Bereiche jedoch inzwischen überlichtschnell von uns entfernen, müsste doch das, was wir heute gerade noch erkennen können, irgendwann aus unserem Sichtfeld verschwinden.


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