Wie sieht das Leben auf der Erde in 100 Millionen Jahren asu? [Archiv]

Cadmus

2003-03-29, 12:41:05

Originally posted by Vedek Bareil
eher 10 hoch 30.
Die GUT, die das aussagt, gilt aber nicht mehr als aktuell, insbesondere weil der Protonenzerfall nicht experimentell nachgewiesen werden konnte. Zwar würde die mittlere Lebensdauer jedes Protons bei diesen 10^30 Jahren liegen, aber wenn man genug Protonen zusammepackt (das hat man getan), dann sollten einige wenige davon schon innerhalb einer für den Menschen meßbaren Zeitspannte zerfallen. Und das haben sie nicht getan.

Doch schon in 10 hoch 30 Jahren? Kriegt man ja richtig Angst vor der Zukunft:D
Scherz beiseite: Es kommt ganz darauf an, wie die Zukunft des Universums aussieht. Bisher ist man sich nocht nicht sicher, ob das Universum bis in alle Ewigkeit weiter expandiert, oder ob es ab einem bestimmten Zeitraum an anfängt, wieder in sich zusammenzufallen. Man kann das Universum am ehesten mit einem Luftballon vergleichen, entweder er kann immer weiter aufgeblasen werden, oder er verliert seine Luft mit der Zeit wieder und beginnt zu schrumpfen. Wenn es indefinit expandiert können wir mit ziemlicher Sicherheit von folgenden lokalen und globalen Ereignissen ausgehen:

-0 Jahre: Der Urknall

-1,5x10^10 Jahre: unser jetziges Zeitalter

-2x10^10 Jahre: Die Sonne hat ihre Wasserstoffvorräte aufgebraucht, sie bläht sich zum roten Riesen auf. Da sie aufgrund ihrer geringen Masse kein Helium zu Kohlenstoff brennen kann hört die Kernfusion auf. Sie stößt ihrer äusseren Hüllen ab, der Kern bleibt als weißer Zwerg zurück. Die Planeten Merkur, Venus und Erde werden dabei zerstört, die anderen umkreisen den Sonnenkern noch.

-10^12 Jahre: Sämtliches nukleares Brennmaterial im Universum ist verbraucht, es können keine neuen Sterne mehr entstehen.Nur rote Zwergsterne, die aufgrund ihrer relativ geringen Temperatur sehr viel länger brennen als größere Sterne, leuchten noch vor sich hin.

-10^14 Jahre: Die roten Zwerge verlöschen ebenfalls

-10^17 Jahre: Einige der Planeten, die noch existieren, lösen sich von ihren Muttersternen und treiben durch's All. Verursacht wird dieser Effekt durch nahe Sternbegegnungen. Stellenweise findet dabei ein Transfer kinetischer Energie in einem solchen Ausmaß statt, daß einer der beiden beteiligten Sterne die Heimatgalaxie verläßt. Der Energieerhaltungssatz impliziert, daß dann der andere Stern eines solchen Paares einen entsprechenden Energiebetrag verliert und sich so näher zum Kern der Galaxis hin orientiert. Ein ähnlicher Austauschmechanismus verringert den Anteil des in den einzelnen Galaxien gebundenen interstellaren Gases. Eine Reduktion auf etwa 10% seiner ursprünglichen Masse läßt den Rest einer Galaxis schließlich kollabieren und als schwarzes Loch weiterbestehen.

-10^19 Jahre: Sämtliche Galaxien sind zu schwarzen Löchern kollabiert

-10^30 Jahre: Die letzten in Sternsystemen gebundenen Planeten verlieren durch Gravitationswellen, die sie bei der Bewegung auf ihrer Umlaufbahn aussenden, immer mehr an Energie. Ihr Bahnradius verringert sich dann soweit, das sie in ihre ausgebrannten Muttersterne stürzen.
Zum Zerfall der Protonen zu dieser Zeit schreibt die Uni München: "Erweitert man das derzeitige Standardmodell der Teilchenphysik um die Instabilität des Protons --- eine in der Vergangenheit oft gemachte, gegenwärtig aber wieder sehr umstrittene Annahme --- ändert sich der voranstehend geschilderte Ablauf der Ereignisse signifikant. Weil nun nämlich mit der Zeit alle Nukleonen unter Freisetzung von Positronen zerfallen, verschwinden kompakte Objekte, bevor sie durch andere Effekte nennenswert verändert werden können. Die entstandenen Positronen setzen sich nur teilweise mit den vorhandenen Elektronen sofort durch Paarvernichtung um; ein nennenswerter Anteil von ihnen überlebt die Phase des Nukleonenabbaus. Auf diese Weise entsteht schließlich ein dünnes Teilchengemisch aus Elektronen, Positronen, Photonen und Neutrinos. Überschreitet die Halbwertszeit des Protonenzerfalls Jahre nicht um Größenordnungen, findet im Laufe der nächsten Jahre ein weiteres Ereignis statt: Elektronen und Positronen beginnen sich paarweise elektromagnetisch zu binden. Der Abstand der beiden Teilchen eines solchen Paares voneinander ist dabei größer als der Durchmesser des heute beobachtbaren Universums. Die von Elektron und Positron ausgeführte Kreisbewegung um ein gemeinsames Zentrum führt zur Freisetzung von Gravitationsstrahlung. Dadurch spiralen sich die Teilchen langsam einwärts und vernichten sich am Ende unter Freisetzung zweier Photonen. Zurück bleibt ein Photonen/Neutrino-Gas." Das Resultat bleibt aber dasselbe: Die Materie wie wir sie heute kennen, aufgebaut aus Atomen und ihren Bestandteilen, existiert nicht mehr. Das ist aber noch nicht bewiesen, laut S. Hawking's Theorie existieren Atome weiter bis zu einem bestimmten Zeitraum.
Alles was darüber hinausgeht ist pure Spekulation. Am besten gefällt mir, wie gesagt, die Theorie von Stephen Hawking:

-10^55 Jahre: Durch Tunnelprozesse nehmen alle noch existierenden Objekte die ideale Kugelgestalt an. Gleichzeitig sind ebenfalls durch Tunnelprozesse verursachte nukleare Fusions- und Zerfallsreaktionen zu beobachten. Diese überführen schließlich alle Atome unter Energieabgabe in Fe, das den stabilsten Kern besitzt. Die Halbwertszeit derartiger Umwandlungsreaktionen liegt zwischen 10^500 und 10^1500 Jahren.

-10^(10^75) Jahre: Tunnelprozesse überführen Schwarze Zwerge (erkaltete weiße Zwerge) und Neutronensterne (Pulsare)zu schwarzen Löchern. Nach weiteren 10^100 Jahren kollabieren diese schwarzen Löcher, das Universum enthält nur noch immer weiter ausdünnendes Teilchengas

Rangy

2003-03-29, 14:57:02

Dienstag, (edit)8. April, 20:15 Uhr, ARD oder ZDF (weiß net mehr so genau). Das ist ne Sendung, die sich genau mit dem Thema beschäftigt!

ThePiet

2003-03-29, 15:12:44

Originally posted by m/\d
ka wie es in 100mio jahren aussieht, aber in 5mrd jahren macht die sonne dicht und vernichtet unser kleines sonnensystem inkl. erde und allen anderen planeten :)

Bist nicht mehr auf dem neusten Stand laut neuerer Rechnungen schon in 4 Mrd Jahren ... also schnell noch Vorräte hamstern bevor es dunkel wird ;)

greeny

2003-03-29, 15:19:06

Originally posted by Rangy
Dienstag, 6. April, 20:15 Uhr, ARD oder ZDF (weiß net mehr so genau). Das ist ne Sendung, die sich genau mit dem Thema beschäftigt!
dienstag? oder 6.? *fg* ;)

ZDF - Dienstag, 8.4., 20.15 - 21.00
The Future is wild - Die Welt in Jahrmillionen
Folge 1 von 3

In fünf Millionen Jahren herrscht Eiszeit auf der Erde. Geologen und Klimatologen wissen schon lange, dass die Warmphase der Gegenwart, in die die gesamte Entwicklung des Menschen fällt, nur ein verhältnismäßig kurzes Intermezzo innerhalb einer viel länger andauernden Kälteperiode ist.

Schon in wenigen Tausend Jahren werden sich von Neuem gewaltige Eisschilde auf der Nord- und Südhalbkugel ausbreiten. Die tropischen und subtropischen Zonen der Erde, wie wir sie kennen, verwandeln sich in kalte Wüsten und Tundren. Am Amazonas lösen riesige Savannen den Regenwald ab, da ein Großteil des Wassers in den Polkappen gebunden ist und die Niederschlagsmenge immer weiter abnimmt. Das Mittelmeer trocknet aus, und die einstigen Ferieninseln Kreta, Ibiza und Mallorca krönen als schroffe Gebirge eine gigantische Salzwüste.

Nach dem recht schnell verlaufenden Klimawechsel haben auf diesem ungastlichen Planeten nur Opportunisten eine Chance zu überleben: Im hohen Norden pirschen sich beispielsweise massige Riesenmarder an die Herden gewaltiger Nagetiere an. Nager gehören seit ihrer Entstehung zu den Erfolgsmodellen der Evolution. Forscher trauen ihnen zu, die eisigen Zeiten nicht nur zu überdauern, sondern von dem Niedergang größerer Pflanzenfresser sogar zu profitieren. Das Riesenwachstum einiger Arten scheint unausweichlich.

In den Weiten des Amazonasbeckens setzen Furcht erregende Renngreife ihren Opfern auf zwei starken Beinen nach. Ähnlich wie die Fleisch fressenden Dinosaurier der fernen Vergangenheit nutzen diese flugunfähigen Raubvögel kurze, scharfe Klauen an den vorderen Gliedmaßen, um ihre Beute festzuhalten und vor dem Verschlingen in Stücke zu reißen. In der mediterranen Salzwüste schließlich treibt der Salzdrache sein Unwesen. Dieser flinke Nachfahre heute lebender Agamen besitzt einen mit Leim überzogenen Kragen, mit dessen Hilfe er Salzfliegen, sein Hauptnahrungsmittel, bequem aus der Luft filtern kann.

Insgesamt wurden 48 verschiedene Tierarten entwickelt, die die Welten der Zukunft bevölkern könnten. Aufwändige Computeranimationen hauchen den Geschöpfen auf erstaunliche Art und Weise Leben ein und katapultieren den Zuschauer in eine überraschende und im wahrsten Sinne des Wortes wilde Zukunft.

Nordmann

2003-03-29, 15:19:46

Originally posted by Griven

Bist nicht mehr auf dem neusten Stand laut neuerer Rechnungen schon in 4 Mrd Jahren ... also schnell noch Vorräte hamstern bevor es dunkel wird ;)
Hoffentlch gibts bis dahin mal ne grössere MagLite als die 6D. Dann barauch man keine Sonne mehr. :D

Gibt es hier eigentlich auch jemanden der glaubt das die Menschheit sich nicht selber zerstören wird sondern das sie sich ändern wird ??? Keiner?! ICH SCHON!!!

Vedek Bareil

2003-03-29, 19:01:49

Originally posted by Strafer
Bisher ist man sich nocht nicht sicher, ob das Universum bis in alle Ewigkeit weiter expandiert, oder ob es ab einem bestimmten Zeitraum an anfängt, wieder in sich zusammenzufallen. Man kann das Universum am ehesten mit einem Luftballon vergleichen, entweder er kann immer weiter aufgeblasen werden, oder er verliert seine Luft mit der Zeit wieder und beginnt zu schrumpfen. mit dem Luftballon vergleichbar ist das Universum nur in dem Fall, daß der Raum sphärisch gekrümmt ist. Dieser Fall trifft nur dann zu, wenn die Energiedichte oberhalb eines kritischen Wertes liegt. Und solange es keine dominante kosmologische Konstante gibt, tut die Energiedichte das nur dann, wenn das Universum irgendwann wieder in sich zusammenstürzt.
Liegt die Energiedichte genau beim kritischen Wert, ist der Raum flach, liegt sie darunter, ist der Raum sattelförmig gekrümmt.

-5x10^9 Jahre: unser jetziges Zeitalter
eher 1,5*10^10 Jahre. Vor 5 Mrd. Jahren war die Enstehung unseres Sonnensystems, der Urknall war nochmal gut 10 Mrd. Jahre früher.

-10^10 Jahre: Die Sonne hat ihre Wasserstoffvorräte aufgebraucht, sie bläht sich zum roten Riesen auf. Da sie aufgrund ihrer geringen Masse kein Helium zu Kohlenstoff brennen kann wenn sie kein Helium zu Kohlenstoff brennen könnte, würde sie nicht zum Roten Riesen werden. Es ist nämlich gerade die Helium-Verbrennung, durch die das Rote-Riesen-Stadium herbeigeführt wird: weil die Verschmelzung von Helium zu Kohlenstoff effizienter abläuft als die von Wasserstoff zu Helium wird pro Zeiteinheit mehr Energie freigesetzt -> der Sonnenkern heizt sich auf -> die Sonne wird größer.
Was die Sonne aufgrund ihrer geringen Masse nicht kann, ist die Weiterverbrennung von Kohlenstoff zu Eisen.

-10^12 Jahre: Sämtliches nukleares Brennmaterial im Universum ist verbraucht, nur rote Zwergsterne leuchten noch vor sich hin. das ist ein Satz, der zwei Aussagen enthält, die einander widersprechen: rote Zwerge sind zwar leuchtschwach, aber im Unterschied zu weißen, braunen und schwarzen Zwergen beziehen sie ihre Leuchtkraft noch immer durch Kernfusion.
Sämtliches Brennmaterial ist also erst dann verbraucht, wenn auch die roten Zwerge erloschen sind. Das passiert erst nach 10^14 Jahren.

Die entstandenen Positronen setzen sich nur teilweise mit den vorhandenen Elektronen sofort durch Paarvernichtung um; ein nennenswerter Anteil von ihnen überlebt die Phase des Nukleonenabbaus. Auf diese Weise entsteht schließlich ein dünnes Teilchengemisch aus Elektronen, Positronen, Photonen und Neutrinos. Überschreitet die Halbwertszeit des Protonenzerfalls Jahre nicht um Größenordnungen, diesen Nebensatz verstehe ich nicht so ganz. Zwischen Protonenzerfalls und Jahre scheint etwas zu fehlen...

findet im Laufe der nächsten Jahre ein weiteres Ereignis statt: Elektronen und Positronen beginnen sich paarweise elektromagnetisch zu binden. Der Abstand der beiden Teilchen eines solchen Paares voneinander ist dabei größer als der Durchmesser des heute beobachtbaren Universums. wie die auf so einen Durchmesser kommen, verstehe ich allerdings auch nicht. In einem elektrisch gebundenen Positronium-Atom im Grundzustand ist der mittlere Abstand zwischen Positron und Elektron lediglich doppelt so groß wie der zwischen Proton und Elektron im Wasserstoff-Atom, also irgendwas mit 10^-8 cm.
Vielleicht sind Elektron und Positron ja vor der Bildung des Atoms so weit voneinander entfernt, daß sich das Positronium unmittelbar nach der Bildung nicht im Grundzustand, sondern in einem sehr hoch angeregten Zustand mit einem sehr großen Orbitalradius befindet.

Die von Elektron und Positron ausgeführte Kreisbewegung um ein gemeinsames Zentrum führt zur Freisetzung von Gravitationsstrahlung. Dadurch spiralen sich die Teilchen langsam einwärts hm, das spräche einerseits für meine Vermutung einer Bildung in einem hoch angeregten Zustand. Denn im Grundzustand könnten die beiden Teilchen nicht weiter einwärts spiralen.
Allerdings sollte der Übergang in niedriger angeregte Zustände - also das Einwärtsspiralen - eher durch die Emission von elektromagnetischer Strahlung (weil die beiden Teilchen ja eine elektrische Ladung tragen) als von Gravitationsstrahlung ausgelöst werden.

Lightning

2003-03-29, 19:53:16

Originally posted by Boris

gut, die 1000 bis 2000 jahre waren vielleicht zu optimistisch... aber ich frage mich was passieren muss damit die menschheit sich nicht für immer auslöscht? :(

Früher oder später wird es passieren..

Vielleicht sind wir sogar so etwas wie eine Fehlkonstruktion der Natur. Aber wer weiß das schon.

Cadmus

2003-03-29, 21:40:42

Originally posted by Vedek Bareil
mit dem Luftballon vergleichbar ist das Universum nur in dem Fall, daß der Raum sphärisch gekrümmt ist. Dieser Fall trifft nur dann zu, wenn die Energiedichte oberhalb eines kritischen Wertes liegt. Und solange es keine dominante kosmologische Konstante gibt, tut die Energiedichte das nur dann, wenn das Universum irgendwann wieder in sich zusammenstürzt.
Liegt die Energiedichte genau beim kritischen Wert, ist der Raum flach, liegt sie darunter, ist der Raum sattelförmig gekrümmt.
Kommt darauf an, ob das All offen oder geschlossen ist. Ist es offen, expandiert also immer weiter, hat es die Form eines mehrdimesionalen Sattels. Ist es geschlossen, fällt also wieder in sich zusammen, ist es sphärisch gekrümmt.

eher 1,5*10^10 Jahre. Vor 5 Mrd. Jahren war die Enstehung unseres Sonnensystems, der Urknall war nochmal gut 10 Mrd. Jahre früher.
Danke für die Korrektur des Fehler's. Habe die Werte entsprechend geändert. Wenn man sich drauf konzentriert, möglist wenig Rechtschreibfehler zu machen, geht die Richtigkeit der Daten flöten.:)

wenn sie kein Helium zu Kohlenstoff brennen könnte, würde sie nicht zum Roten Riesen werden. Es ist nämlich gerade die Helium-Verbrennung, durch die das Rote-Riesen-Stadium herbeigeführt wird: weil die Verschmelzung von Helium zu Kohlenstoff effizienter abläuft als die von Wasserstoff zu Helium wird pro Zeiteinheit mehr Energie freigesetzt -> der Sonnenkern heizt sich auf -> die Sonne wird größer.
Was die Sonne aufgrund ihrer geringen Masse nicht kann, ist die Weiterverbrennung von Kohlenstoff zu Eisen.
Das ist so nicht ganz richtig. Fangen wir mal von ganz vorne an: Die Fusion der einzelnen Elemente zu neuen Elementen ist abhängig von der Masse des Sterns. Die Sonne hat nur eine Masse von etwa 1,99x10^30 kg.
Das ist genug, um den Proton-Proton-Prozess ablaufen zu lassen (sonst wäre sie nie mehr als nur ein Protostern geworden :D). Dafür braucht sie eine Kerntemperatur von ca. 3 Millionen Grad, die Sonne hat etwa 15 Millionen Grad. Bei Sternen der zweiten Generation, die unsere Sonne nunmal ist, hätte ab einer Temperatur von 25 Millionen Grad der CNO-Zyklus eingesetzt.
Wenn die Temperatur über 120 Millionen Grad steigt, setzt der 3-Alpha-Prozess ein. Dabei fusionieren Heliumatomkerne zu Kohlenstoffatomen. Bei etwa 500 Millionen Grad fusioniert der Kohlenstoff zu Sauerstoff. Dann brennen noch:
- Sauerstoff zu Phosphor
- Phosphor zu Schwefel
- Schwefel zu Silizium
- ab etwa 1,5 Milliarden Grad fusioniert das Ganze zu Eisen
Und das ist auch das Ende, da die Fusion von Eisenatomkernen mehr Energie verbraucht als sie erzeugen würde. Aber zurück zur Sonne: Wenn die Wasserstoffbrennschale nach außen wandert und sich ein Heliumkern bildet ändern sich Größe und Oberflächentemperatur des Sternes. Die Sonne bläht sich auf, die Oberflächentemperatur sinkt. Die Sonne wird zu einem roten Riesen. Ab 1,5 Sonnenmassen würde das ganze so weiterlaufen: Heliumkern entartet-> Druck des Elektronengases hält den darüberliegenden Schichten stand-> bei etwa 120 Millionen Grad Kerntemperatur zündet der gesamte Heliumkern auf einmal, der Stern hat 2 Energiequellen. Der Stern zieht sich wieder zusammen und brennt weiter. Bei der Sonne verläuft das so: der Heliumkern erzeugt einen zu hohen Gasdruck, der viel höher ist als die Schwerkraft, die den Stern zusammendrückt,-> die äußeren Schichten werden abgestossen. Daraus enstehen die so genannten planetarischen Nebel. Der Heliumkern wird von der Schwerkraft zusammengehalten und rotiert als weißer Zwerg weiter. Die Sonne wird also nur zum pseudo-roten Riesen.
das ist ein Satz, der zwei Aussagen enthält, die einander widersprechen: rote Zwerge sind zwar leuchtschwach, aber im Unterschied zu weißen, braunen und schwarzen Zwergen beziehen sie ihre Leuchtkraft noch immer durch Kernfusion.
Sämtliches Brennmaterial ist also erst dann verbraucht, wenn auch die roten Zwerge erloschen sind. Das passiert erst nach 10^14 Jahren.
Du darfst aber nicht vergessen, das rote Zwerge relativ alte Sterne sind. Da sie eine geringe Masse haben, die nur knapp über der Jeansschen Masse liegt, verbrennen sie bei weiten nicht so schnell ihre Vorräte wie z.B. die Sonne. Die Kerntemperatur ist viel geringer als bei massereicheren Sternen, der Wasserstoff fusioniert nicht so schnell zu Helium. Während die Sonne etwa 10 Milliarden Jahre auf der Hauptreihe im Hertzsprung-Russel-Diagramm bleibt, verbringen rote Zwerge mit 0,5 Sonnenmassen etwa 17 Milliarden Jahre dort. Ein roter Zwerg der 3. oder 4. Generation hat wohl genug Vorräte die er brennen kann, wenn andere Sterne schon ausgebrannt sind. Wenn die interstellare Materie vollständig verbraucht ist und sich keine neuen Sterne mehr bilden können, werden die roten Zwerge als letzte erlöschen.

Yomin

2003-03-29, 22:01:41

Hat jemand das Buch: Am Vorabend der Ewigkeit gelesen?

da wird das ziemlich gut beschrieben...

lt dem Buch (Sci Fi Roman) gibbet nur noch wenige Menschen.. die Erdrotation hat aus ungeklärten Gründen aufgehört. Tiere sin auch ziemlich ausgestorben.
Es herrschen die Pflanzen über den Planeten.
Eine Welt voller Gefahren....

Back To The basics.. (bedeutet: Menschen leben wieder auf bäumen)

Vedek Bareil

2003-03-30, 01:19:27

Originally posted by Strafer
Kommt darauf an, ob das All offen oder geschlossen ist. Ist es offen, expandiert also immer weiter, hat es die Form eines mehrdimesionalen Sattels. Ist es geschlossen, fällt also wieder in sich zusammen, ist es sphärisch gekrümmt. ist das nicht genau das was ich sagte? ;)
Nein, nicht ganz: ich erwähnte die kosmologische Konstante. Wenn diese die dominante Energieform im Universum bildet, kann auch ein sphärisch gekrümmter Raum ewig weiter expandieren.

Aber zurück zur Sonne: Wenn die Wasserstoffbrennschale nach außen wandert und sich ein Heliumkern bildet ändern sich Größe und Oberflächentemperatur des Sternes. Die Sonne bläht sich auf, die Oberflächentemperatur sinkt. Die Sonne wird zu einem roten Riesen. das Nach-außen-Wandern der Wasserstoff-Brennschale bläht zwar die Sonne auf, aber bei weitem noch nicht ausreichend, um sie zum Roten Riesen werden zu lassen.
Im Rote-Riesen-Stadium soll die Sonne ja so groß werden, daß sie an die Umlaufbahn der Erde heranreicht und die Erde verschlingt. Dazu muß ihr Radius auf mehr als das 200-fache ihres heutigen Radius anwachsen. Ihr Oberfläche wächst damit um das 200^2 = 40000-fache. Da die Oberflächenfarbe dabei vom heutigen gelb (Spektraltyp G2) zu rot (Spektraltyp M) wechselt, halbiert sich die Oberflächentemperatur in etwa.
Nun ist nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetzt die Leuchtkraft proportional zur Oberfläche mal der 4. Potenz der Temperatur.
Die Leuchtkraft der Sonne wächst also um den Faktor

40000 * (1/2)^4 = 2500

die Sonne strahlt dann also pro Zeiteinheit 2500 mal soviel Energie ab wie heute. Diese stark erhöhte Energiefreisetzung kann nicht allein dadurch erreicht werden, daß die Wasserstoff-Brennschale nach außen wandert. Es ist zusätzlich das Helium-Brennen erforderlich, das wegen seiner höheren Effizienz (die Energieausbeute pro einzelner Reaktion ist zwar geringer als beim Wasserstoff-Brennen, aber es laufen mehr Reaktionen pro Zeiteinheit ab, das Helium ist sozusagen reaktionsfreudiger) mehr Energie pro Zeiteinheit liefern kann.

Ab 1,5 Sonnenmassen würde das ganze so weiterlaufen: Heliumkern entartet-> Druck des Elektronengases hält den darüberliegenden Schichten stand-> bei etwa 120 Millionen Grad Kerntemperatur zündet der gesamte Heliumkern auf einmal, der Stern hat 2 Energiequellen. Der Stern zieht sich wieder zusammen und brennt weiter. warum sollte sich der Stern jetzt wieder zusammenziehen? Wegen seiner zwei Energiequellen wird in seinem Inneren jetzt besonders viel Energie freigesetzt, und die möchte er gerne in den Weltraum abstrahlen. Und die effektivste Methode, dies zu erreichen, besteht darin, seine Oberfläche durch Ausdehnung zu vergrößern.

Bei der Sonne verläuft das so: der Heliumkern erzeugt einen zu hohen Gasdruck, der viel höher ist als die Schwerkraft, die den Stern zusammendrückt, und wie sollte der Helium-Kern dies wohl tun können, ohne daß in ihm das Helium-Brennen zünden würde?
Eine vorangegangene Kontraktion des Kerns alleine könnte das nicht bewerkstelligen: eine solche Kontraktion würde stoppen, bevor sie zu einem Druck führen würde, der die zusammendrückende Schwerkraft überkompensiert und gar viel stärker ist als diese. Schließlich wird die Kontraktion ja durch die Schwerkraft ausgelöst, und deswegen hält sie an, wenn sich Druck und Schwerkraft gerade die Waage halten.

Es sei denn, die Kontraktion wäre ungewöhnlich rasant - das aber würde sie nur dann sein, wenn die Masse des Kern die Chandrasekhar-Grenze von 1,4 Sonnenmassen überschreiten würde, so daß der Entartungsdruck des Elektronengases plötzlich nicht mehr ausreichen würde, um der Schwerkraft Einhalt zu gebieten. Dann würde der Kern schlagartig von Weißer-Zwerg-Dichte zu Neutronenstern-Dichte zusammenstürzen, bei der sich dann der Entartungsdruck der Neutronen aufbauen würde, an dem der Kern gewissermaßen abprallen und sich kurzfristig wieder ausdehnen würde. Dabei würde er mit den äußeren Schichten kollidieren und seine kinetische Energie an diese abgeben, so daß diese dann auseinanderfliegen. Diesen Effekt hat man z.B. bei einer Supernova-Explosion.

Dem Sonnenkern kann so etwas aber nicht passieren, schließlich liegt die Sonne als Ganzes mit ihrer einen Sonnenmasse unter der Chandrasekhar-Grenze. Ihr Kern kann diese Grenze also erst recht nicht überschreiten.

Die Kontraktionen, die der Sonnenkern durchmachen kann, laufen sehr viel sanfter ab. Schließlich wird das Helium, das den Kern bildet, über einen sehr langen Zeitraum angehäuft, und die Dichte des Kerns nimmt nur langsam zu. Zustände, bei denen der Druck nennenswert größer wird als die Schwerkraft, können da gar nicht vorkommen.

Du darfst aber nicht vergessen, das rote Zwerge relativ alte Sterne sind. [...] ich will dir ja wirklich nicht zu nahe treten, aber ich sehe irgendwie nicht, inwiefern das im Widerspruch zu dem von mir gesagten stehen soll...

Nebelfrost

2003-03-30, 01:39:51

Ich bin der Meinung, dass die Rasse Mensch auch in 5000 Jahren noch existieren wird. Okay, man hat mir schon manchmal an den Kopf geworfen, ich besäße einen krankhaften Optimismus, aber ich glaube dennoch daran. Die Menschheit wird nicht so schnell aussterben, keine Angst. Und selbst wenn große Katastrophen kommen - ein paar werden immer überleben. Und die Erde interessiert früher oder später eh nicht mehr, da die Menschen andere Planeten besiedeln werden.

betasilie

2003-03-30, 01:40:27

Originally posted by Vedek Bareil
wenn sich die Menschheit mit ABC-Waffen vernichtet, dann in den nächsten 100 Jahren, oder gar nicht.
Die nächsten 100 Jahre wird sie nur dann überleben können, wenn sie sich so weit weiterentwickelt, daß sie sich auch danach nicht mehr mit ABC-Waffen vernichten wird.

Irgendwer sagte mal "der Mensch der Zukunft wird anders sein. Oder er wird nicht sein". Und dabei waren mit Zukunft eher 100 als 1000 Jahre gemeint.
Genau das ist auch meine These. ... Ich sehe die Menschheit wie einen labilen Jugendlichen. Entweder die Menschheit schafft die Pubertät, welche wohl noch so ca. 150 Jahre andauern wird, oder aber sie geht unter.

betasilie

2003-03-30, 01:43:35

Zu der Diskussion, wie lange es unser Unviversum noch macht, kann ich nur sagen, dass sich die Menschheit, wenn sie den solange existiert den möglichen Untergang des Universums zu erleben, in ein paar Millionen Jahre ein eigenes Universum schaffen kann. Damit wäre das Thema vom Tisch. ... Ich will damit sagen, dass man sich nicht ansatzweise vorstellen kann, zu was die Menschheit in einer Million Jahren fähig wäre. ;)

Nebelfrost

2003-03-30, 01:51:06

Meine neue Sig trifft genau das Herz dieser ewigen Frage nach der Zukunft der Menschheit. Die Sig regt zum Nachdenken an. Dieser Satz will uns vor der Zukunft und vor Fehlern warnen, aber gleichzeitig birgt er ein Gefühl der Hoffnung.

Cadmus

2003-03-30, 05:43:10

ist das nicht genau das was ich sagte? ;) ja, isses. Wollte nur nochmal sichergehen, das wir nicht aneinander vorbeireden.

das Nach-außen-Wandern der Wasserstoff-Brennschale bläht zwar die Sonne auf, aber bei weitem noch nicht ausreichend, um sie zum Roten Riesen werden zu lassen.

Darum ja auch meine Formulierung "pseudo-roter Riese"

Im Rote-Riesen-Stadium [...]

Die Sonne KANN kein Helium brennen. Ihre Zentraltemperatur reicht dafür nicht aus, für den Heliumflash werden etwa 120 Millionen Grad benötigt.

warum sollte sich der Stern jetzt wieder zusammenziehen? Wegen seiner zwei Energiequellen wird in seinem Inneren jetzt besonders viel Energie freigesetzt, und die möchte er gerne in den Weltraum abstrahlen. Und die effektivste Methode, dies zu erreichen, besteht darin, seine Oberfläche durch Ausdehnung zu vergrößern.

Der Stern zieht sich nur temporär wieder zusammen, für einige Millionen Jahre nach dem zünden des Heliumkerns -> die Temperatur an der Oberfläche steigt wieder. Das ausdehnen und zusammenziehen kann sich wiederholen. Nach diesem Spiel bleibt der Stern konstant bei etwa 100x dem Sonnendurchmesser. Die Leuchtkraft wird auf über 10000 Sonnenleuchtkräfte ansteigen, ein roten Überriese ist entstanden.
Das Zusammenziehen was ich meinte war dieses temporäre.

ich will dir ja wirklich nicht zu nahe treten, aber ich sehe irgendwie nicht, inwiefern das im Widerspruch zu dem von mir gesagten stehen soll...
In deinem Posting bekam man den Eindruck, die roten Zwerge würden sich ihr Brennmaterial von ausserhalb ihrer Athmosphäre holen. Die Zwerge entstehen, wenn noch genügend Brennmaterial vorhanden ist, verheizen es aber nicht so schnell wie größere Sterne. Deswegen laufen in ihnen noch Reaktionen ab, wenn schon gar kein Material mehr vorhanden ist, um neue Sterne zu bilden.

Vedek Bareil

2003-03-30, 16:04:26

Originally posted by Strafer
Darum ja auch meine Formulierung "pseudo-roter Riese"
wenn die Sonne nur ein solcher pseudo-roter Riese werden würde, wie sollte sie dann wohl die inneren Planeten verschlingen können?

Die Sonne KANN kein Helium brennen. Ihre Zentraltemperatur reicht dafür nicht aus, für den Heliumflash werden etwa 120 Millionen Grad benötigt. Die heutige Zentraltemperatur der Sonne reicht zum Heliumbrennen nicht aus. Aber wenn sich in einigen Mrd. Jahren erst einmal ein Helium-Kern gebildet hat und dieser sich unter seinem eigenen Gewicht zusammenzieht, dann wird durch diese Kontraktion auch die Temperatur im Kern steigen. Und irgendwann wird sie dann die Zündtemperatur für das Helium-Brennen erreicht haben.

Massereichere Sterne, in denen irgendwann mal Fusionsprozesse von Silizium zu Eisen ablaufen, haben auch nicht von Geburt an die dazu nötigen 1,5 Mrd. Grad. Die stellen sich auch erst gegen Ende des Roter-Überriesen-Stadiums ein.

Als sich die Sonne bildete, hatte sie auch nicht sofort die zum Zünden der Proton-Proton-Reaktion nötige Temperatur. Die stellte sich erst ein, als sich der protostellare Nebel zusammenzog und sich sein Zentrum dadurch aufheizte. So wie es der Helium-Kern später einmal tun wird.

Der Stern zieht sich nur temporär wieder zusammen, für einige Millionen Jahre nach dem zünden des Heliumkerns das beantwortet nicht meine Frage, warum er das tun sollte. Sterne ziehen sich zusammen, wenn die Energiequelle in ihrem Inneren erlischt oder sich abschwächt. Wenn aber das Heliumbrennen zündet, wird die Energiefreisetzung nicht abgeschwächt, sondern drastisch verstärkt - der Stern wird sich daher mit ziemlicher Sicherheit ausdehnen, statt sich zusammenzuziehen.

In deinem Posting bekam man den Eindruck, die roten Zwerge würden sich ihr Brennmaterial von ausserhalb ihrer Athmosphäre holen. das kann ich ja überhaupt nicht verstehen.
Ich schrieb, daß, solange die Roten Zwerge noch leuchten, auch noch nukleares Brennmaterial im Universum vorhanden ist - nämlich im Inneren der Roten Zwerge. Wie daraus hervorgehen soll, daß sie ihr Brennmaterial von außerhalb ihrer Atmosphäre beziehen würden, ist mir schleierhaft.

Cadmus

2003-03-30, 17:04:24

ooh Vedek, musst du immer so bohren? Ich hab den Beitrag morgens um dreiviertel 6 geschrieben! :D:D

wenn die Sonne nur ein solcher pseudo-roter Riese werden würde, wie sollte sie dann wohl die inneren Planeten verschlingen können?

Ich glaube ich verstehe jetzt, was du meinst: die Sonne wird das Helium zünden, ich hab mich da bisher bloß immer an die 120 Millionen Grad geklammert. Laut meiner Quelle geht das Ganze so von statten:
-Sonne ist im Strahlungsgleichgewicht
-Hauptenergiequelle ist der Proton-Proton-Prozess
-der Heliumkern, der sich bildet, kontrahiert
-Sonne bläht sich auf, Oberflächentemperatur sinkt
-ab einem bestimmten Durchmesser des Heliumkerns entartet die Materie

Jetzt kommt der Absatz, den ich nicht richtig deuten kann: "Der Druck des Elektronengases hält der Schwerkraft der darüberliegenden Schichten stand, ist aber von der Temperatur unabhängig, dafür besteht eine hohe Leitfähigkeit. Eine Temperaturerhöhung bewirkt bei entarteter Materie keine Druckerhöhung. Bei einer Schwellentemperatur von 120 Millionen Grad zündet der gesamte Heliumkern schlagartig."

Ich bin bisher immer davon ausgegangen, das diese Temperatur von der Sonne nicht erreicht wird, und deswegen die aufgeblähten äußeren Schichten als planetarischer Nebel ins All abgestoßen werden.
Mist, habe ich da scheinbar bisher was sehr falsch interpretiert.
Kommt davon, wenn man im Astronomieunterricht die Funktionsweise von Raumanzügen durchnimmt, statt wirklich relevante Sachen.

das beantwortet nicht meine Frage, warum er das tun sollte. Sterne ziehen sich zusammen, wenn die Energiequelle in ihrem Inneren erlischt oder sich abschwächt. Wenn aber das Heliumbrennen zündet, wird die Energiefreisetzung nicht abgeschwächt, sondern drastisch verstärkt - der Stern wird sich daher mit ziemlicher Sicherheit ausdehnen, statt sich zusammenzuziehen.

Ich kann dir da keine Erklärung für geben. Dieses ausdehnen und zusammenziehen der Oberfläche wurde scheinbar beobachtet.
Für mich kommen in dem Buch 2 Sätze vor, die sich gegenseitig widersprechen:
"Für kurze Zeit verkleinert sich der Stern wieder, die Oberflächentemperatur nimmt zu, der Stern zieht nach links im HRD (Hertzsprung-Russel-Diagramm)." Soweit alles klar. 2 Sätze später heißt es aber: "Während ein Stern mit einer Sonnenmasse im roten Riesenstadium rund 300fache Sonnenleuchtkraft erreicht, schwillt er nach dem Heliumflash auf über 100fachen Sonnendurchmesser an, und die Leuchtkraft steigt auf 10000 Sonnenleuchtkräfte."
Im ersten Satz zieht er sich also zusammen, im 2. dehnt er sich aus???

das kann ich ja überhaupt nicht verstehen.
Ich schrieb, daß, solange die Roten Zwerge noch leuchten, auch noch nukleares Brennmaterial im Universum vorhanden ist - nämlich im Inneren der Roten Zwerge. Wie daraus hervorgehen soll, daß sie ihr Brennmaterial von außerhalb ihrer Atmosphäre beziehen würden, ist mir schleierhaft.

Dann solltest du deutlich sagen, das du den Brennstoff innerhalb ihrer Atmosphäre meinst. Ich habe in meinem 2.Beitrag das Material gemeint, das nötig ist um neue Sterne entstehen zu lassen. Werde mal am besten die Formulierung ändern.

edit: Gefällt dir die jetzige Formulierung besser?

Vedek Bareil

2003-03-30, 20:27:12

Originally posted by Strafer
Jetzt kommt der Absatz, den ich nicht richtig deuten kann: "Der Druck des Elektronengases hält der Schwerkraft der darüberliegenden Schichten stand, ist aber von der Temperatur unabhängig, dafür besteht eine hohe Leitfähigkeit. Eine Temperaturerhöhung bewirkt bei entarteter Materie keine Druckerhöhung. Bei einer Schwellentemperatur von 120 Millionen Grad zündet der gesamte Heliumkern schlagartig." was ist dir denn daran unklar?

Ich bin bisher immer davon ausgegangen, das diese Temperatur von der Sonne nicht erreicht wird, und deswegen die aufgeblähten äußeren Schichten als planetarischer Nebel ins All abgestoßen werden. warum sollte denn das Abstoßen der äußeren Schichten als planetarischer Nebel durch das Ausbleiben des Helium-Brennens ausgelöst werden? Wie sollte das Ausbleiben des Helium-Brennens das bewerkstelligen können?
Der Helium-Kern würde dann zwar kontrahieren, aber bei weitem nicht rasant genug, um dabei Stoßwellen zu erzeugen, die die äußeren Schichten wegblasen, wie bei einer Supernova.

Ich kann dir da keine Erklärung für geben. Dieses ausdehnen und zusammenziehen der Oberfläche wurde scheinbar beobachtet. hm, ich hab da mal in die Cambridge Enzyklopädie der Astronomie geschaut, und da ist exemplarisch die Entwicklung eines Sterns mit 5 Sonnenmassen skizziert. Am Ende des Hauptreihenstadium kontrahiert der Stern tatsächlich kurzfristig, und zwar nicht etwa beim Zünden des Heliumbrennens, sondern während der Verlagerung der Wasserstoff-Fusion aus dem zentralen Kern (in dem der Wasserstoff zur Neige gegangen ist) in eine den Kern umgebende Brennschale. Bis zum Einsetzen der Helium-Fusion dauert es da noch ne ganze Weile.
Anschließend dehnt sich der Stern wieder aus, immer noch aufgrund der Wasserstoff-Fusion in der Brennschale. Der Stern wächst dabei auf ein Vielfaches seiner Hauptreihengröße an, seine Leuchtkraft vergrößert sich dabei aber noch nicht wesentlich.
Erst dann zündet das Heliumbrennen und läßt den Stern erheblich an Leuchtkraft gewinnen.

Für mich kommen in dem Buch 2 was ist denn das überhaupt für ein Buch?

Sätze vor, die sich gegenseitig widersprechen:
"Für kurze Zeit verkleinert sich der Stern wieder, die Oberflächentemperatur nimmt zu, der Stern zieht nach links im HRD (Hertzsprung-Russel-Diagramm)." Soweit alles klar. 2 Sätze später heißt es aber: "Während ein Stern mit einer Sonnenmasse im roten Riesenstadium rund 300fache Sonnenleuchtkraft erreicht, schwillt er nach dem Heliumflash auf über 100fachen Sonnendurchmesser an, und die Leuchtkraft steigt auf 10000 Sonnenleuchtkräfte." das scheint dem zu ähneln, was in der Cambridge Enzyklopädie steht:
- zuerst Verlagerung der Wasserstoff-Fusion in die Brennschale, dabei vorübergehende Kontraktion und Wanderung nach links im HRD
- dann Eintritt ins Riesenstadium und Erhöhung der Leuchtkraft um den Faktor 300, aufgrund der Wassertoff-Fusion in der Brennschale
- schließlich Zünden der Helium-Fusion, dadurch Anwachsen des Radius auf das mehr als 100-fache, Erhöhung der Leuchtkraft auf das 10000-fache

Dann solltest du deutlich sagen, das du den Brennstoff innerhalb ihrer Atmosphäre meinst. dazu sah ich keine Veranlassung, da du generell von nuklearem Brennstoff im Universum gesprochen hattest. Du hattest nicht erwähnt, daß das keinen Brennstoff im Inneren der Sterne einschließen würde.

Cadmus

2003-03-30, 21:31:06

was ist dir denn daran unklar?
"Der Druck des Elektronengases hält der Schwerkraft der darüberliegenden Schichten stand, ist aber von der Temperatur unabhängig, dafür besteht eine hohe Leitfähigkeit."
Wie kommen die auf einmal von Druck und Temperatur, deren Relation zueinander ich ja verstehe, auf die Leitfähigkeit? Und was hat die mit der Entwicklung des Sternes zu tun?

warum sollte denn das Abstoßen der äußeren Schichten als planetarischer Nebel durch das Ausbleiben des Helium-Brennens ausgelöst werden? Wie sollte das Ausbleiben des Helium-Brennens das bewerkstelligen können?
Der Helium-Kern würde dann zwar kontrahieren, aber bei weitem nicht rasant genug, um dabei Stoßwellen zu erzeugen, die die äußeren Schichten wegblasen, wie bei einer Supernova.

Wenn die Kernfusionsprozesse zu Ende gehen, läßt der Innendruck rapide nach und der Stern beginnt durch die Schwerkraft zu schrumpfen, dabei wird die Materie enorm komprimiert. Bei der Sonne ermöglicht aufgrund ihrer geringen Masse der Druck des entarteten Elektronengases (gabs doch auch nen Namen für, fällt mir aba grade nich ein)eine stabile Konfiguration. Am Ende des Riesenstadiums verlieren massearme Sterne einen Teil ihrer Masse, und zwar durch:
-Sternenwind und
-teilweise explosionsartige Wegschleudern ihrer Hüllen.

Und da ich bisher davon ausgegangen bin, die Sonne kann das Helium nicht zünden stllte ich mir so das Ende der Sonne vor.

Übrigens: Bei Supernovae wird KEIN Material weggeblasen. Ab 3,2 Sonnenmassen kann der Druck des entarteten Neutronengases der Gravitation nicht mehr standhalten, das Stern stürzt vollkommen in sich zusammen, deshalb heißt er auch Kollapsar.

hm, ich hab da mal in die Cambridge Enzyklopädie der Astronomie geschaut, und da ist exemplarisch die Entwicklung eines Sterns mit 5 Sonnenmassen skizziert. Am Ende des Hauptreihenstadium kontrahiert der Stern tatsächlich kurzfristig, und zwar nicht etwa beim Zünden des Heliumbrennens, sondern während der Verlagerung der Wasserstoff-Fusion aus dem zentralen Kern (in dem der Wasserstoff zur Neige gegangen ist) in eine den Kern umgebende Brennschale. Bis zum Einsetzen der Helium-Fusion dauert es da noch ne ganze Weile.

Kommt widerum auf die Masse des Sterns an, schwere Sterne erleben gar kein Heliumflash. Diese Sterne haben nicht mit dem p-p-Prozess gebrannt, sondern mit dem CNO-Zyklus. Dabei war die Energiefreisetzung so heftig, das die Energie nicht mehr nach außen abgeführt werden konnte und es im Sternenkern zur Konvektion kam.
Das Helium kontrahiert hier ebenfalls, entartet aber nicht. Der 3-Alpha-Prozess zündet nicht schlagartig. Da geht das Brennen weiter, bis genug Heliumasche vorhanden ist und diese zündet.
Wenn bei der Sonne das Helium zündet, wie lange brennt sie dann noch? Bis das Helium verbraucht ist?

was ist denn das überhaupt für ein Buch?

Astrowissen von Hans Ulrich Keller
Wissensspeicher Astronomie

dazu sah ich keine Veranlassung, da du generell von nuklearem Brennstoff im Universum gesprochen hattest. Du hattest nicht erwähnt, daß das keinen Brennstoff im Inneren der Sterne einschließen würde.

Hab ich geändert, hat sich erledigt.

Cadmus

2003-03-30, 23:08:19

Welcher Affe hat den Thread hierher verschoben? Hier kommt doch kaum einer hin...

Vedek Bareil

2003-03-30, 23:34:49

Originally posted by Strafer
"Der Druck des Elektronengases hält der Schwerkraft der darüberliegenden Schichten stand, ist aber von der Temperatur unabhängig, dafür besteht eine hohe Leitfähigkeit."
Wie kommen die auf einmal von Druck und Temperatur, deren Relation zueinander ich ja verstehe, auf die Leitfähigkeit? Und was hat die mit der Entwicklung des Sternes zu tun? nunja, die Leitfähigkeit kommt daher, daß der Entartungsdruck vom Elektronengas getragen wird. Es ist allerdings in der Tat so, daß die Leitfähigkeit keine Relevanz für die Sternentwicklung haben dürfte. Die haben da einfach etwas erwähnt, das an der Stelle keine Rolle spielt.

Wenn die Kernfusionsprozesse zu Ende gehen, läßt der Innendruck rapide nach und der Stern beginnt durch die Schwerkraft zu schrumpfen, dabei wird die Materie enorm komprimiert. Bei der Sonne ermöglicht aufgrund ihrer geringen Masse der Druck des entarteten Elektronengases (gabs doch auch nen Namen für, fällt mir aba grade nich ein)eine stabile Konfiguration. Am Ende des Riesenstadiums verlieren massearme Sterne einen Teil ihrer Masse, und zwar durch:
-Sternenwind und
-teilweise explosionsartige Wegschleudern ihrer Hüllen. irgendwie beantwortest du meine Frage nicht. Ich stelle sie abermals: wie sollte deiner Meinung nach das Ausbleiben der Helium-Fusion ein Abwerfen der äußeren Schichten als planetarischer Nebel bewirken?

Du erwähnst zwar den Sternenwind und das explosionsartige Wegschleudern der Hüllen, sagst aber nicht, wie das beides auf ein Ausbleiben der Helium-Fusion zurückgehen soll.

Übrigens: Bei Supernovae wird KEIN Material weggeblasen. doch. Was man z.B. daran erkennen kann, daß ein Stern, der unmittelbar vor seinem Supernova-Ausbruch 10 Sonnenmassen hatte, als Neutronenstern enden kann, obwohl es, wie du selbst sagst:

Ab 3,2 Sonnenmassen kann der Druck des entarteten Neutronengases der Gravitation nicht mehr standhalten, das Stern stürzt vollkommen in sich zusammen, deshalb heißt er auch Kollapsar. keine stabilen Neutronensterne mit mehr als 3,2 Sonnenmassen geben kann. Was schließen wir daraus? Richtig: durch die Supernova-Explosion wird der überwiegende Teil der 10 Sonnenmassen weggeschleudert, und der verbleibende Rest kommt auf unter 3,2 Sonnenmassen.

Möglicherweise war es deine Intention, zum Ausdruck zu bringen, daß deiner Meinung nach ein Stern mit mehr als 3,2 Sonnenmassen ja zu einem schwarzen Loch kollabiere und deswegen durch einen Supernova-Ausbruch keine Materie mehr wegschleudern könne. Eine solche Überlegung wäre aber falsch, denn die Supernova-Explosion tritt ein, bevor der Stern als Ganzes zusammenstürzen kann.

Das läuft so: zunächst häuft sich im Kern die Asche der Fusionsprozesse an. Irgendwann überschreitet die Masse dieses Asche-Kerns die Chandrasekhar-Grenze von 1,4 Sonnenmassen. Dann reicht der Entartungsdruck des Elektronengases nicht mehr aus, den Kern gegen die Gravitation abszustützen, woraufhin dieser rasant in sich zusammenzustürzen beginnt. Alsbald erreicht er die Dichte, bei der sich der Entartungsdruck der Neutronen aufbaut. Wegen der Wucht des Kollapses schießt der Kern kurzzeitig über diese Dichte hinaus, wodurch der Entartungsdruck der Neutronen stärker wird als die Schwerkraft. Dadurch wiederum schwingt der Kern sogleich zurück, dehnt sich also wieder aus. Bei diesem Wiederausdehnen prallt er auf die weiter außenliegenden Schichten und gibt seine kinetische Energie an diese ab.
Das Wiederausdehnen des Kerns wird dadurch gestoppt, so daß der Kern bei dieser Dichte verbleibt und einen Neutronenstern bildet.
Die äußeren Schichten jedoch, die bis dahin fast gar nicht mit dem Kern mitkollabiert sind und in denen auch noch Fusionsprozesse laufen, werden durch die vom Kern an sie abgegebene kinetische Energie fortgeschleudert, was dann die eigentliche Supernova-Explosion darstellt.

Gegegebenenfalls fällt ein Teil der äußeren Schichten wieder auf den Kern zurück. Überschreitet die Masse des Kerns dadurch die Grenzmassen von 3,2 Sonnenmassen, so reicht der Entartungsdruck der Neutronen nicht mehr aus, den Kern stabil zu halten, so daß dieser zu einem schwarzen Loch kollabiert.
Dazu ist es allerdings erforderlich, daß die Anfangsmasse des Sterns - nicht die Masse kurz vorm Supernova-Ausbruch, sondern die bei der Geburt des Sterns - bei mindestens 30 Sonnenmassen liegt.

Kommt widerum auf die Masse des Sterns an, schwere Sterne erleben gar kein Heliumflash. Diese Sterne haben nicht mit dem p-p-Prozess gebrannt, sondern mit dem CNO-Zyklus. Dabei war die Energiefreisetzung so heftig, das die Energie nicht mehr nach außen abgeführt werden konnte und es im Sternenkern zur Konvektion kam.
Das Helium kontrahiert hier ebenfalls, entartet aber nicht. Der 3-Alpha-Prozess zündet nicht schlagartig. Da geht das Brennen weiter, bis genug Heliumasche vorhanden ist und diese zündet. mir ist nicht so ganz klar, was du mir damit sagen willst.
Egal ob die Helium-Fusion schlagartig zündet oder unschlagartig - in beiden Fällen zündet sie, und in beiden Fällen gibt es eine Phase in der Sternentwicklung, die vom Helium-Brennen bestimmt wird.

Wenn bei der Sonne das Helium zündet, wie lange brennt sie dann noch? Bis das Helium verbraucht ist? weiß ich nicht.

Cadmus

2003-03-31, 01:46:18

nunja, die Leitfähigkeit kommt daher, daß der Entartungsdruck vom Elektronengas getragen wird. Es ist allerdings in der Tat so, daß die Leitfähigkeit keine Relevanz für die Sternentwicklung haben dürfte. Die haben da einfach etwas erwähnt, das an der Stelle keine Rolle spielt.
Aha, wieder was gelernt.

irgendwie beantwortest du meine Frage nicht. Ich stelle sie abermals: wie sollte deiner Meinung nach das Ausbleiben der Helium-Fusion ein Abwerfen der äußeren Schichten als planetarischer Nebel bewirken?

Du erwähnst zwar den Sternenwind und das explosionsartige Wegschleudern der Hüllen, sagst aber nicht, wie das beides auf ein Ausbleiben der Helium-Fusion zurückgehen soll.

Überhaupt nicht. War bisher bloß eine fixe Idee von mir, das mit dem Ende der nuklearen Reaktion, also am Ende des Riesenstadiums, die Hülle abgestossen wird. Ich habe es einfach geglaubt, ohne dafür einen Beweis zu haben. Jetzt weiß ich, dass es falsch gedacht war. Ich hatte, wohl im Gegensatz zu dir, keine Bekannten oder Verwandten die sich mit der Thematik auskannten. Ich hatte bloß Bücher, und wenn die einen Sachverhalt unverständlich ausdrückten, blieb bei mir da eine Wissenslücke. Ich habe in der 11. Klasse ein zweiwöchiges Praktikum am astrophysikalischen Institut in Jena gemacht und gemerkt das viele Themen behandelt und bearbeitet werden, aber ausgerechnet Stellarastronomie fand wenig Bedeutung. Das nächste mal überlege ich lieber 2 mal, bevor ich so einen Beitrag eröffne.

Möglicherweise war es deine Intention, zum Ausdruck zu bringen, daß deiner Meinung nach ein Stern mit mehr als 3,2 Sonnenmassen ja zu einem schwarzen Loch kollabiere und deswegen durch einen Supernova-Ausbruch keine Materie mehr wegschleudern könne. Eine solche Überlegung wäre aber falsch, denn die Supernova-Explosion tritt ein, bevor der Stern als Ganzes zusammenstürzen kann.

Das war es in der Tat.

Gegegebenenfalls fällt ein Teil der äußeren Schichten wieder auf den Kern zurück. Überschreitet die Masse des Kerns dadurch die Grenzmassen von 3,2 Sonnenmassen, so reicht der Entartungsdruck der Neutronen nicht mehr aus, den Kern stabil zu halten, so daß dieser zu einem schwarzen Loch kollabiert.
Dazu ist es allerdings erforderlich, daß die Anfangsmasse des Sterns - nicht die Masse kurz vorm Supernova-Ausbruch, sondern die bei der Geburt des Sterns - bei mindestens 30 Sonnenmassen liegt.

Muss nicht unbedingt sein, auch der Rest eines massearmen Sterns, ein weißer Zwerg, kann durch Masseakkretion als Doppelsternpartner bei Überschreitung des Chandra-Limits noch kollabieren. Deine Beschreibung oben wäre eine Typ 2 Supernova, beim weißen Zwerg eine Typ 1 Supernova, unterscheidbar durch den Betrag der Energiefreisetzung von 10^51 erg bei Typ 1 zu 10^48 erg bei Typ 2.

Vedek Bareil

2003-03-31, 17:20:09

Originally posted by Strafer
Muss nicht unbedingt sein, auch der Rest eines massearmen Sterns, ein weißer Zwerg, kann durch Masseakkretion als Doppelsternpartner bei Überschreitung des Chandra-Limits noch kollabieren. Deine Beschreibung oben wäre eine Typ 2 Supernova, beim weißen Zwerg eine Typ 1 Supernova, unterscheidbar durch den Betrag der Energiefreisetzung von 10^51 erg bei Typ 1 zu 10^48 erg bei Typ 2. bei der Typ 1 Supernova kommt aber kein schwarzes Loch heraus ;)
Es bildet sich nichtmal ein Neutronenstern. Vielmehr wird der kollabierende weiße Zwerg vollständig zerfetzt, anders als bei einer Typ 2 Supernova bleibt kein Reststern zurück.

Cadmus

2003-03-31, 18:23:01

Habe ich ja auch nie behauptet, wollte bloß auf die zwei Formen von Supernovae hinweisen:)

Wo du in einem deiner letzten Posts mal die Spektralklassifikation der Sterne erwähnt hast, hätte ich mal ne Frage: Die folgenden Spektraltypen kann ich zuordnen: O,B,A,F,G,K,M,C,S,Q,P. Was ist allerdings mit der Spektralklasse W? Es gibt da, soweit ich weiß, die Wolf-Rayet-Sterne, die zu ihr gehören. Allerdings habe ich da kaum Informationen drüber gefunden. Du weißt nicht zufällig was Wolf-Rayet-Sterne sind, oder wie sie sich auszeichnen???

Vedek Bareil

2003-03-31, 20:57:22

Originally posted by Strafer
Habe ich ja auch nie behauptet, wollte bloß auf die zwei Formen von Supernovae hinweisen:)

Wo du in einem deiner letzten Posts mal die Spektralklassifikation der Sterne erwähnt hast, hätte ich mal ne Frage: Die folgenden Spektraltypen kann ich zuordnen: O,B,A,F,G,K,M,C,S,Q,P. Was ist allerdings mit der Spektralklasse W? hm, also die drei Klassen C, Q und P sind mir neu, und S sollte meines Wissens eigentlich ganz hinten stehen.
Die Standard-Klassen sind (nach absteigender Oberflächentemperatur geordnet) O,B,A,F,G,K,M. An M schließen sich die Sonderklassen R,N,S an, und W, das ebenfalls als Sonderklasse zählt, kommt vor O, hat also eine noch höhere Temperatur.

Im englischen Sprachraum merkt man sich die Klassifikation übrigens mit dem Spruch: Wow, Oh Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now, Sweetie, den man auch so modifizieren kann, das nur die Standard-Klassen aufgezählt werden ;)

Es gibt da, soweit ich weiß, die Wolf-Rayet-Sterne, die zu ihr gehören. Allerdings habe ich da kaum Informationen drüber gefunden. Du weißt nicht zufällig was Wolf-Rayet-Sterne sind, oder wie sie sich auszeichnen??? nach dem was ich weiß sind sie durch ein ungewöhnliches Spektrum charakterisiert, das breite Helium-, Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoff-Emissionslinien und sehr wenige Absorptionslinien aufweist. Außerdem gelten sie als die Sterne mit den höchsten Oberflächentemperaturen, weswegen sie der W-Klasse angehören, die noch vor O liegt. Es kann sogar sein, daß zu W überhaupt nur Wolf-Rayet-Sterne zählen, diese Sonderklasse also nur extra für sie eingeführt wurde.

Cadmus

2003-04-01, 19:00:37

hm, also die drei Klassen C, Q und P sind mir neu, und S sollte meines Wissens eigentlich ganz hinten stehen.
Die Standard-Klassen sind (nach absteigender Oberflächentemperatur geordnet) O,B,A,F,G,K,M. An M schließen sich die Sonderklassen R,N,S an, und W, das ebenfalls als Sonderklasse zählt, kommt vor O, hat also eine noch höhere Temperatur.

Typ C umschließt die Klassen R und N. Diese weisen spektrale Farbbände von Cyan, Kohlenmonoxid und Kohlenstoff auf. Im Gegensatz zu Klasse-M-Sternen weisen sie kein Titaniumoxid auf.

Typ Q sind Novae, und, soweit ich weiß, auch andere Vertreter von Kataklysmischen Variablen wie z.B. SS-Cygni-Sterne.

Typ P sind planetarische Nebel. Sind ja eigentlich Produkte von noch aktiven oder erloschenen Sternen. Sollten sie deshalb nicht dasselbe Spektrum aufweisen wie die Sterne von den sie erzeugt werden??

Im englischen Sprachraum merkt man sich die Klassifikation übrigens mit dem Spruch: Wow, Oh Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now, Sweetie, den man auch so modifizieren kann, das nur die Standard-Klassen aufgezählt werden ;)

Gibt's auch noch eine deutsche Variante von:

Offenbar Benutzen Astronomen Furchbar Gerne Komische Merksätze :)

nach dem was ich weiß sind sie durch ein ungewöhnliches Spektrum charakterisiert, das breite Helium-, Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoff-Emissionslinien und sehr wenige Absorptionslinien aufweist. Außerdem gelten sie als die Sterne mit den höchsten Oberflächentemperaturen, weswegen sie der W-Klasse angehören, die noch vor O liegt. Es kann sogar sein, daß zu W überhaupt nur Wolf-Rayet-Sterne zählen, diese Sonderklasse also nur extra für sie eingeführt wurde. [/SIZE]

Noch höhere Oberflächentemperaturen :o?? Ein O1-Stern ist doch schon für Temperaturen bis 50000°C an der Oberfläche klassifiziert. Außerdem sollen extrem starke Sternenwinde auf ihnen wehen, wodurch sie in einer Million Jahren bis zu 3 Sonnenmassen an Materie verlieren. Gute Vorraussetzung für ein kurzes Dasein als aktiver Stern...

Vedek Bareil

2003-04-02, 17:42:04

Originally posted by Strafer
Typ P sind planetarische Nebel. Sind ja eigentlich Produkte von noch aktiven oder erloschenen Sternen. Sollten sie deshalb nicht dasselbe Spektrum aufweisen wie die Sterne von den sie erzeugt werden?? du meinst dieselben Spektrallinien. ;)
Das Spektrum an sich (also der Plot der Intensität als Funktion der Frequenz oder Wellenlänge) hängt ja auch von der Temperatur ab und davon, wie gut das emittierende Objekt einem schwarzen Körper entspricht. Beides wird bei einem planetarischen Nebel anders sein als bei dem Stern, aus dem er entstanden ist.

Die Spektrallinien sollten dieselben sein, wenn der planetarische Nebel die gleiche Zusammensetzung hat wie die äußeren Schichten des ursprünglichen Sterns. Das aber ist nicht zwangsläufig der Fall. Der planetarische Nebel entstand ja zumindest teilweise dadurch, daß der stellare Wind Teile der äußeren Schichten wegblies. Und dabei können unterschiedlich schwere Elemente unterschiedlich stark und unterschiedlich weit fortgeblasen worden sein. Etwa so, daß sich schwerere Element mehr auf das Zentrum des planetarischen Nebels konzentrieren, und die äußeren Regionen von leichteren Elementen dominiert werden.

Noch höhere Oberflächentemperaturen :o?? Ein O1-Stern ist doch schon für Temperaturen bis 50000°C an der Oberfläche klassifiziert. für Temperaturen im Universum gibt es keine Obergrenze. Und wenn doch, liegt sie bei etwa 10^32 Grad, da kommt dann auch kein W-Stern dran ;)
Neutronensterne z.B. erreichen Oberflächentemperaturen von mehreren Millionen Grad.

Cadmus

2003-04-02, 22:50:48

du meinst dieselben Spektrallinien. ;)

Richtig

Das Spektrum an sich (also der Plot der Intensität als Funktion der Frequenz oder Wellenlänge) hängt ja auch von der Temperatur ab und davon, wie gut das emittierende Objekt einem schwarzen Körper entspricht. Beides wird bei einem planetarischen Nebel anders sein als bei dem Stern, aus dem er entstanden ist.

Mmmh... Dann sollte man den Spektraltyp P einer feinen Unterteilung unterziehen. Die Standard-Klassen sind ja jeweils nur grob in je 10
Abschnitten aufgeteilt. Bei P sollten es derer mindestens 20 sein, je nachdem wie weit der Nebel bereits vom Stern entfernt ist. Da sich die planetarischen Nebel aber relativ schnell bewegen, müssten die Unterteilungen immer wieder aktualisiert werden.

für Temperaturen im Universum gibt es keine Obergrenze. Und wenn doch, liegt sie bei etwa 10^32 Grad, da kommt dann auch kein W-Stern dran ;)

Komm, die 10^32 Grad wurden grade mal in dem kurzen Zeitabschnitt der Planck-Ära erreicht. Die Bedingungen Dichte und Ausdehnung damals waren ja auch jenseits von Gut und Böse. Solche Bedingungen wirst du, ausgehend von einem indefinit expandierenden Universum, nicht wieder vorfinden. Oder ist dir ein Ort bekannt, in dem heute 10^32 Grad erreicht werden?

Neuronenwurz

2003-04-03, 21:42:50

http://www.clubofrome.org/news/index.php

Vor 10 Jahren haben die mal berechnet, dass das Gesamtökosystem Erde 2040 kippt. Was Sie neulich berechnet haben will ich gar nicht wissen :)

Joe

2003-04-03, 23:55:10

Bevor uns die Sonne ins nirvana pustet tut das shcon das Magnetfeld der Erde das sich früher oder später umpolen wird und dabei für ne Kurze zeit zusammenbricht. Der Sonnenwind der dann auf die Erde Prallt dürfte alles leben auslöschen ;)

Vedek Bareil

2003-04-04, 00:24:05

Originally posted by Joe
Bevor uns die Sonne ins nirvana pustet tut das shcon das Magnetfeld der Erde das sich früher oder später umpolen wird und dabei für ne Kurze zeit zusammenbricht. Der Sonnenwind der dann auf die Erde Prallt dürfte alles leben auslöschen ;) nana, also so zerstörerisch ist der nu auch wieder nicht. Das Magnetfeld der Erde hat sich schon oft umgepolt (tut es glaub ich alle paar tausend Jahre), ohne daß es dabei jedes Mal zur Apokalypse gekommen wäre.

Sir Silence auffer Arbeit

2003-04-04, 09:24:49

Was ich mich frag... das Universum expandiert... nur... wohin? Wie sieht der freie Platz aus in den sich das Universum ausbreitet? Ist es vielleicht nur ein Virus das grad eine 9000 Terabyte Festplatte vollmüllt? Who knows...

Vedek Bareil

2003-04-04, 22:45:59

Originally posted by Sir Silence auffer Arbeit
Was ich mich frag... das Universum expandiert... nur... wohin? Wie sieht der freie Platz aus in den sich das Universum ausbreitet? die Expansion des Universums ist eine Eigenschaft der inneren Geometrie der Raumzeit. Sie hat nichts mit einer Umgebung zu tun, in die hinein sich das Universum ausbreiten würde.

betasilie

2003-04-04, 22:56:33

Originally posted by Vedek Bareil
die Expansion des Universums ist eine Eigenschaft der inneren Geometrie der Raumzeit. Sie hat nichts mit einer Umgebung zu tun, in die hinein sich das Universum ausbreiten würde.
Was für eine Umgebung? ???

betasilie

2003-04-04, 22:58:56

Originally posted by Sir Silence auffer Arbeit
Was ich mich frag... das Universum expandiert... nur... wohin? Wie sieht der freie Platz aus in den sich das Universum ausbreitet? Ist es vielleicht nur ein Virus das grad eine 9000 Terabyte Festplatte vollmüllt? Who knows...
Es gibt was das Universum angeht sozusagen kein außen. Das Außen ist ja aus Sicht unseres Universums nicht da, da außen ja nur in unserem Universum, da es sich halt durch Raum überhaupt definiert, existiert. Und erst der Raum mach die Vorstellung von innen und außen überhaupt möglich.

Vedek Bareil

2003-04-04, 23:01:08

Originally posted by betareverse
Was für eine Umgebung? ??? eben, die gibt's ja gerade nicht.

betasilie

2003-04-04, 23:02:44

Originally posted by Vedek Bareil
eben, die gibt's ja gerade nicht.
Ok. Hast das ja im Konjunktiv geschrieben. ;)

Cadmus

2003-04-05, 01:49:09

Es muss aber irgendetwas geben, aus dem das Universum entstanden ist.
Wenn man den Wert der Raumgröße in den Zeitraum vor dem Ende der Planck-Ära extrapoliert, so erhält man für den Zeitpunkt NULL eine unendlich große Raumkrümmung und eine unendlich kleine Ausdehnung des Raum's. Kurz gesagt, man erhält eine Singularität, also einen fiktiven Zustand. Hier kommt die Heisenbergische Unschärferelation ins Spiel. Eine Konsequenz dieser ist das Lösen von der Vorstellung eines absolut leeren Raums und einer absolut ablaufenden Zeit. Ein Vakuum, wie sich die Allgemeinheit es vorstellt, gibt es nicht. Vielmehr beschrieb Heisenberg das physikalisch reale Vakuum als einen Zustand niedrigster Energie, gefüllt mit virtuellen Partikeln, die sich ununterbrochen spontan bilden und entsprechend schnell zerfallen. Da sich virtuelle Teilchen ohne eine kausale Beziehung zueinander bilden, sind sie nicht vorhersagbar. Sie zerfallen wieder innerhalb der Grenzen der Unschärferelation. In den Dimensionen der Planck-Ära kann diese auch auf Raum und Zeit angewandt werden. Die Koordinaten eines beliebigen Ereignisses können nicht genauer als 10^-33 cm (Planck-Länge) angegeben werden, und der Zeitpunkt des Ereignisses nicht genauer als auf 10^-43 Sekunden (Planck-Zeit)-> daher ist es unmöglich einen Zeitpunkt NULL festzulegen. Innerhalb der Planck-Dimensionen vermischen sich sozusagen Raum und zeit miteinander, räumliche und zeitliche Distanzen sind in jenen winzigen Bereichen nicht mehr unterscheidbar. Der Zeitablauf setzte erst mit dem Beginn der Plack-Ära ein. Deshalb kann man den Ursprung des Universums nur vermuten, nicht bestimmen.

Die einzige Möglichkeit zum bestimmen des Ursprungs wäre es, ein Paralleluniversum bei der Enstehung zu beobachten. Dazu müssten allerdings einige Bedingungen erfüllt sein.

1. Mann müsste nachweisen, das es mehrere Universen gibt, und das heute noch welche entstehen.

2."Unser" Universum müsste eine Grenze haben, mit unseren heutigen Beobachtungsmethoden können wir etwa 20 Milliarden Lichtjahre weit in's All schauen. Dabei könnte die kosmische Hintergrundstrahlung helfen, die beim Strahlungsblitz des Urknalls entstand. Da sich diese auch nur mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, stellt sie die sichtbare Grenze des All's dar. Wenn sich das All allerdings mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnte, wäre es um den unbekannten Faktor X größer. Und das ist sehr wahrscheinlich, laut Alan Guth hätte sich das All in nur 10^-33 exponentiell aufgebläht und diese Inflation hätte eine Volumenvergrößerung von mindestens 10^90fach bewirkt. Dadurch wäre in dem von uns überschaubaren Bereich des Weltraums eine Raumkrümmung kaum feststellbar, die Raummetrlk wäre euklidisch. Die inflationäre Phase (die Phase, in dem sich der Kosmos aufblähte) bewirkt ein offenes Universum, mit dem Grenzfall parabolischer Expansion (das Universum dehnt sich nur bis zu einem Zeitpunkt t aus); das heute Universum wäre um ein extremes Vielfaches größer als der überschaubare Bereich, laut Guth hätte das Universum heute einen Durchmesser von 10^2000 Lichtjahren. Und es ist nicht klar, wann die Expansion aufhört.

3. Man müsste diese Grenze des Universums erreichen (!!!) und durchbrechen. Das ist wohl der schwerste Punkt:D

4. Man müsste wissen, was ausserhalb des Universums ist, und wie sich die Physik dort verhält.

betasilie

2003-04-05, 02:17:46

Originally posted by Strafer

3. Man müsste diese Grenze des Universums erreichen (!!!) und durchbrechen. Das ist wohl der schwerste Punkt:D

4. Man müsste wissen, was ausserhalb des Universums ist, und wie sich die Physik dort verhält.
Es gibt keine Grenz im eigentlichen Sinne, sondern unsere Realität hört einfach auf. Es ist ja nicht so, als ob außerhalb unseres Universum ein Vakuum ist, sondern vielmehr ist dort absolut nichts, nicht mal Raum. Wenn es denn andere Universen gibt könnte es natürlich Schnittflächen oder Kontaktfächen zu unserem gäben, aber das ist ja mehr als spekulativ. ... Wie sich die Physik verhält? Wie willst Du das anstellen? Unsere phsyiklaische Beobachtungsgabe wird sich nur in unseren Dimensiongesetzen anwenden lassen und wenn diese nicht mehr vorhanden ist, also "außerhalb" unseres Universums, geht da wohl nichts mehr. ;)

Die einzige Möglichkeit zum bestimmen des Ursprungs wäre es, ein Paralleluniversum bei der Enstehung zu beobachten.
Wie willst Du einen BigBang beobachten, wenn es weder Raum noch Raumzeit gibt? ???

Cadmus

2003-04-05, 11:53:56

Es gibt keine Grenz im eigentlichen Sinne, sondern unsere Realität hört einfach auf. Es ist ja nicht so, als ob außerhalb unseres Universum ein Vakuum ist, sondern vielmehr ist dort absolut nichts, nicht mal Raum. Wenn es denn andere Universen gibt könnte es natürlich Schnittflächen oder Kontaktfächen zu unserem gäben, aber das ist ja mehr als spekulativ. ... Wie sich die Physik verhält? Wie willst Du das anstellen? Unsere phsyiklaische Beobachtungsgabe wird sich nur in unseren Dimensiongesetzen anwenden lassen und wenn diese nicht mehr vorhanden ist, also "außerhalb" unseres Universums, geht da wohl nichts mehr. ;)

Es fehlt ja der Beweis dafür, das ausserhalb des Universums das Nichts ist. Wie in meinen obrigen Beitrag schon geschrieben, könnte ein physikalisch reales Vakuum vorhanden sein, das mit virtuellen Partikeln gefüllt ist. Leider sind virtuelle Teilchen physikalischen Messungen grundsätzlich nicht zugänglich. Bei Vorhandensein extrem starker Schwerkraftfelder oder elektrischer Felder können aus virtuellen Teilchen spontan reale Teilchen werden. Solche Paarbildungen, wo spontan Elektronen und Positronen quasi aus dem Nichts entstehen, konnte man im Labor nachweisen.

Wie willst Du einen BigBang beobachten, wenn es weder Raum noch Raumzeit gibt? ???

Sind, wie gesagt, nur Spekulationen, zu dem die oben genannten Bedingungen erfüllt sein müssen. Aber eins ist sicher, das Universum ist da, und irgendwie muss es aus irgendwas entstanden sein.

Vedek Bareil

2003-04-05, 21:11:47

Originally posted by Strafer
Es muss aber irgendetwas geben, aus dem das Universum entstanden ist. aus der allgemeinen RT, die der Urknall-Theorie zugrundeliegt, geht anderes hervor.
Ein singulärer Urknall stellt einen Rand der Raumzeit dar. Es gibt keine Fortsetzung der Raumzeit über diesen hinaus, und somit kein "vor dem Urknall".

Natürlich ist das keine sonderlich befriedigende Vorstellung, weswegen die Urknall-Theorie unter Kosmologen schon lange nicht mehr als der Weisheit letzter Schluß angesehen wird.

Wenn man den Wert der Raumgröße in den Zeitraum vor dem Ende der Planck-Ära extrapoliert, so erhält man für den Zeitpunkt NULL eine unendlich große Raumkrümmung und eine unendlich kleine Ausdehnung des Raum's. Kurz gesagt, man erhält eine Singularität, also einen fiktiven Zustand. wenn es eine Urknall-Singularität gegeben hat, war sie real und nicht fiktiv.

Hier kommt die Heisenbergische Unschärferelation ins Spiel. die allgemeine RT ist eine klassische Theorie und berücksichtigt die Quantentheorie und mit ihr die Unschärferelation nicht. Von der Verbindung der ART mit der Quantentheorie in Gestalt der Quantengravitation erhofft man sich allgemein eine Vermeiden von Singularitäten. D.h. man hofft, daß die Quantengravitation im Unterschied zur ART nicht zum Urknall führt.

Eine Konsequenz dieser ist das Lösen von der Vorstellung eines absolut leeren Raums und einer absolut ablaufenden Zeit. Ein Vakuum, wie sich die Allgemeinheit es vorstellt, gibt es nicht. Vielmehr beschrieb Heisenberg das physikalisch reale Vakuum als einen Zustand niedrigster Energie, gefüllt mit virtuellen Partikeln, die sich ununterbrochen spontan bilden und entsprechend schnell zerfallen. du liest zu viele populärwissenschaftliche Märchen.
Der Vakuumzustand in der Quantenfeldtheorie zeichnet sich dadurch aus, daß die Feldstärken der Quantenfelder nicht einfach genau Null sind, sondern fluktuieren, weil zwischen es zwischen der Feldstärke und der zu ihr kanonisch konjugierten Größe (bei bestimmten Feldern ist das die zeitliche Änderungsrate der Feldstärke) eine Unschärfebeziehung gibt.

Bei diesen Fluktuationen handelt es sich aber nicht um ein ständiges Entstehen und Wiederverschwinden virtueller Teilchen.
Virtuelle Teilchen treten immer nur bei Wechselwirkungen auf. Ein Vertex in einem Feynman-Diagramm, an dem ein virtuelles Teilchen absorbiert oder emittiert wird, symbolisiert eine Interaktion zwischen Feldern. Wohlgemerkt darf man ein solches Feynman-Diagramm nicht als Veranschaulichung des durch das Diagramm beschriebenen Prozesses verstehen, insbesondere wäre die (in der populärwissenschaftlichen Literatur leider immer wieder suggierierte) bildliche Vorstellung eines absorbierten oder emittierten Teilchens grundfalsch.
Infolgedessen das Bild von ständig entstehenden und wieder verschwindenden virtuellen Teilchen gar keinen Sinn machen.

Zumal Vakuumfluktuationen nicht auf Wechselwirkungen zurückgehen, sondern schon bei freien Feldern auftreten, und daher wenig mit virtuellen Teilchen zu tun haben.

Da sich virtuelle Teilchen ohne eine kausale Beziehung zueinander bilden, sind sie nicht vorhersagbar. Sie zerfallen wieder innerhalb der Grenzen der Unschärferelation. In den Dimensionen der Planck-Ära kann diese auch auf Raum und Zeit angewandt werden. nicht nur im Planck-Sektor. Will man die Gravitation quantenmechanisch beschreiben und zugleich daran festhalten, daß sie die Krümmung der Raumzeit ist, so bedeutet das, daß man die Krümmung quantisieren muß. Mit der Konsequenz, daß die Krümmung einer Unschärferelatino unterworfen sein und fluktuieren können muß.
Vom Planck-Sektor erwartet man eigentlich nur, daß diese Fluktuationen der Krümmung dort besonders deutlich hervortreten.

Die Koordinaten eines beliebigen Ereignisses können nicht genauer als 10^-33 cm (Planck-Länge) angegeben werden, und der Zeitpunkt des Ereignisses nicht genauer als auf 10^-43 Sekunden (Planck-Zeit)-> daher ist es unmöglich einen Zeitpunkt NULL festzulegen. ich wär da nicht so überzeugt von, daß die Quantengravitation so etwas aussagen würde.
Der übliche Ansatz der Quantenkosmologie geht über eine Wellenfunktion psi[h_ij(x)] des Universums, die als Parameter die Raumgeometrie (nicht die Raumzeit-Geometrie!) h_ij(x) hat. I.a. wird diese Raumgeometrie fluktuieren, d.h. die Wellenfunktion wird für viele verschiedene Parameterwerte von Null verschieden sein. In jeder einzelnen dieser verschiedenen Raumgeometrien hat ein Ereignis x beliebig genau festlegbare Koordinaten.
Will man danach fragen, wie genau die Koordinaten eines Ereignisses in der Gesamtheit aller zu einer bestimmten Wellenfunktion des Universums beitragenden Raumgeometrien festgelegt werden können, müßte man erst einmal klären, wie Ereignisse in unterschiedlichen Raumgeometrien überhaupt miteinander zu identifizieren sein sollen.
Ich habe jedenfalls noch keine schlüssige Argumentation gesehen, aus der hervorginge, daß die Planck-Länge eine Grenze für die Bestimmbarkeit von Ereigniskoordinaten darstellen würde.

Innerhalb der Planck-Dimensionen vermischen sich sozusagen Raum und zeit miteinander, räumliche und zeitliche Distanzen sind in jenen winzigen Bereichen nicht mehr unterscheidbar. meinst du damit Hawkings Geschichte mit der imagninären Zeit und der euklidischen Raumzeit?
In Bild der Wissenschaft hab ich dazu mal eine Grafik gesehen, derzufolge sich die Raumzeit aufteilt in einen euklidischen (imagniäre Zeit) und einen minkowskischen (reelle Zeit) Bereich, mit einer scharfen Grenze dazwischen (könnte ein Phasenübergang sein). Es deutet aber eigentlich nichts darauf hin, daß diese Grenze am Ende der Planck-Ära liegen würde.
Möglicherweise hängt das mit der Hawking-Hartle-Lösung zusammen, derzufolge die Wellenfunktion des Universums für kleine Skalenfaktoren einen exponentielles Verhalten zeigt, für größere hingegen ein oszillatorisches. Vielleicht deutet Hawking den exponentiellen Teil ja als imaginäre Zeit.

Der Zeitablauf setzte erst mit dem Beginn der Plack-Ära ein. was soll denn das "Einsetzen eines Zeitablaufes" für ein Tier sein?

Deshalb kann man den Ursprung des Universums nur vermuten, nicht bestimmen. warum?

Die einzige Möglichkeit zum bestimmen des Ursprungs wäre es, ein Paralleluniversum bei der Enstehung zu beobachten. warum?

2."Unser" Universum müsste eine Grenze haben, mit unseren heutigen Beobachtungsmethoden können wir etwa 20 Milliarden Lichtjahre weit in's All schauen. Dabei könnte die kosmische Hintergrundstrahlung helfen, die beim Strahlungsblitz des Urknalls entstand. Da sich diese auch nur mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, stellt sie die sichtbare Grenze des All's dar. nicht die Hintergrundstrahlung selbst, sondern die Gesamtheit der Orte, von denen die Hintergrunstrahlungs-Photonen, die heute bei uns ankommen, ausgesandt wurden.
Und das hat auch nichts damit zu tun, daß sich die Hintergrundstrahlung mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten würde: das Licht einer 500 Mio. Lichtjahre entfernten Galaxie breitet sich auch mit Lichtgeschwindigkeit aus, und trotzdem liegt diese Galaxie nicht am Rand des beobachtbaren Teils des Universums ;)

Es liegt vielmehr daran, daß das kosmische Medium undurchsichtig war, bevor die Hintergrundstrahlung emittiert wurde. D.h. Licht das noch früher irgendwo emittiert wurde, wurde sofort wieder absorbiert, und konnte daher nicht 15 Mrd. Jahre lang durch die Gegend streifen um schließlich bei uns zu landen.

Wenn sich das All allerdings mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnte, eine Expansionsgeschwindigkeit kann man dem Universum nur dann zuschreiben, wenn der Raum sphärisch gekrümmt ist. Nur dann hat das Universum eine endliche Größe, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit anwachsen kann.

Ist der Raum dagegen flach oder sattelförmig gekrümmt, ist das Universum unendlich groß. Zur Beschreibung der Expansion verwendet man dann üblicherweise den sog. Skalenfaktor: man stellt sich zwei Testteilchen vor, von denen man annimmt, daß sie keine Eigenbewegungen haben, sondern sich nur durch die Expansion des Raumes voneinander entfernen, und die zu einem gegebenen Zeitpunkt eine bestimmte Entfernung (eben den Skalenfaktor) voneinander haben. Durch die kosmische Expansion wächst dieser Skalenfaktor mit der Zeit an. Ob die Geschwindigkeit, mit der er das tut, größer als die Lichtgeschwindigkeit wird, hängt von der Auswahl der Testteilchen ab.

Man kann auch eine Unabhängigkeit von dieser Auswahl erreichen, indem man den sog. Hubble-Parameter als Quotient des Skalenfaktors und seiner Änderungsrate definiert. In einem homogen expandierenden Raum ist dieser Hubble-Parameter dann für alle Paare von Testteilchen gleich.

Die inflationäre Phase (die Phase, in dem sich der Kosmos aufblähte) bewirkt ein offenes Universum, falsch. Ein Universum mit sphärischer Raumkrümmung kann so lang und ausgiebig expandieren wie es will, die Krümmung bleibt sphärisch und damit geschlossen.
Damit das Universum nach der inflationären Phasen offen ist, muß es auch vorher schon offen gewesen sein.

3. Man müsste diese Grenze des Universums erreichen (!!!) und durchbrechen. Das ist wohl der schwerste Punkt:D kommt drauf an, wo die Grenze liegt. Ein anderes Universum wäre ja eine eigenständige Raumzeit, ohne topologischen Zusammenhang zu unserem Universum. Eine Grenze zwischen den beiden Universen gäbe erstmal nicht. Wollte man in dem anderen Universum irgendetwas beobachten, wäre irgendeine Art von Wurmloch-Verbindung erforderlich, und deren Ausgang in unserem Universum könnte ja auch gut und gerne in Erdnähe liegen.

Vedek Bareil

2003-04-05, 21:16:48

Originally posted by betareverse
Es gibt keine Grenz im eigentlichen Sinne, sondern unsere Realität hört einfach auf. falsch. Der Raum hat keinen Rand. Er ist entweder sphärisch gekrümmt, und dadurch zwar endlich, aber unbegrenzt, oder aber er ist unendlich ausgedehnt.

Vedek Bareil

2003-04-05, 21:30:20

Originally posted by Strafer
Es fehlt ja der Beweis dafür, das ausserhalb des Universums das Nichts ist. Wie in meinen obrigen Beitrag schon geschrieben, könnte ein physikalisch reales Vakuum vorhanden sein, könnte es nicht. Ein Vakuum benötigt eine Raumzeit zum drin existieren, und eine Raumzeit ist ein Universum.
Ein Vakuum ist leerer Raum, und leerer Raum existiert nicht außerhalb von Raum.

Bei Vorhandensein extrem starker Schwerkraftfelder oder elektrischer Felder können aus virtuellen Teilchen spontan reale Teilchen werden. falsch. Das einzige was passieren könnte, wäre, daß ein Prozeß abläuft, in dessen zugehörigem Feynman-Diagramm in einem Vertex ein virtuelles Photon, das für das externe Feld steht, zusammen mit einem zweiten virtuellen Teilchen vernichtet und ein reales Teilchen erzeugt wird.

Sind, wie gesagt, nur Spekulationen, zu dem die oben genannten Bedingungen erfüllt sein müssen. auch ein Erfülltsein dieser Bedingungen wird dir bei dem Versuch, eine Urknall-Singularität zu beobachtern, nichts nützen.
Um ein anderes Universum zum beobachtern, muß ja eine topologische Verbindung zu diesem Universum in Form eines Wurmloches hergestellt werden. Es dürfte dir aber sehr schwer fallen, einen Wurmloch-Ausgang in eine raumartige Hyperfläche mit unendlicher starker Raumzeit-Krümmung hineinzubekommen.

Cadmus

2003-04-05, 22:03:48

Vedek, du gehst immer davon aus, dass das Universum sich räumlich und zeitlich unendlich weit und lange ausdehnt. Aber schon aus der Newtonschen Mechanik folgt, daß die im Universum vorhandenen Massen die Expansion bremsen müssen. (Das allein reicht mir schon aus, um an einen parabolischen Grenzfall zu glauben.) Der Hubble-Parameter kann zeitlich nicht konstant sein, d.H. die Expansion verlief früher schneller. Damit stellt 1/H=t für t eine obere Größe für das Alter des Universums dar. Es ist bloß noch nicht geklärt, wie groß die Abbremsung und damit die Abnahme der Expansion mit der Zeit ist. Der Betrag des Abbremsungsparameters läßt sich nur äußerst schwer bestimmen, da man weder die mittlere Materiedichte des All's kennt, noch den Hubble-Parameter genau bestimmen kann. Für ein gegebenen Hubble-Parameter läßt sich eine mittlere Dichte angeben, bei der das Weltall nicht mehr expandiert, die so genannte kritische Dichte. Wenn die reale Materiedichte größer als die kritische Dichte ist, leben wir in einem geschlossenem Weltall, ist sie gleich oder kleiner ist es offen. Bis der Hubble-Parameter nicht geklärt ist, läßt sich das nicht eindeutig sagen.

b.t.w. Nur weil die Theorie vom Vakuum als Zustand niedrigster Energie, gefüllt mit virtuellen Teilchen, nicht bewiesen ist, hast du noch lange nicht das Recht, sie als Märchen zu bewerten*grrr*

Vedek Bareil

2003-04-05, 22:21:03

Originally posted by Strafer
Vedek, du gehst immer davon aus, dass das Universum sich räumlich und zeitlich unendlich weit und lange ausdehnt. nein, tu ich nicht.

Ich vermute mal, daß du zum Ausdruck bringen willst, daß deiner Meinung nach ein seit endlicher Zeit existierendes und expandierendes Universum nicht unendlich groß sein könne.
Diese Meinung wäre aber falsch: in dem Modellen des flachen und offenen Universums ist das Universum zu jedem Zeitpunkt nach dem Urknall unendlich ausgedehnt. Die Expansion zeichnet sich nicht durch ein Anwachsen des Gesamtvolumens des Universums aus, sondern durch ein Anwachsen der Abstände zwischen den Galaxien.
Der Augenblick des Urknalls ist in den flachen und offenen Modellen nicht dadurch charakterisiert, daß die Gesamtgröße des Kosmos Null wäre, sondern dadurch, daß die Dichte unendlich ist und daß alle Objekte, die nach dem Urknall endliche weit voneinander entfernt sind, den Abstand Null haben.
Über die globale Größe des Universums im Augenblick des Urknalls ist in den offenen und flachen Modellen keine Aussage möglich, man kann nur sagen, daß sie danach unendlich ist.

Aber schon aus der Newtonschen Mechanik folgt, daß die im Universum vorhandenen Massen die Expansion bremsen müssen. (Das allein reicht mir schon aus, um an einen parabolischen Grenzfall zu glauben.)
ich vermag da leider keinen Widerspruch zu dem von mir gesagten zu erkennen.

Der Hubble-Parameter kann zeitlich nicht konstant sein, doch. In der inflationären Phase ist er es z.B.

d.H. die Expansion verlief früher schneller. wenn man sagt, daß die Expansion früher schneller war, dann meint man damit für gewöhnlich, daß die Änderungsrate des Skalenfaktors a(t) früher größer war. Eine mit konstanter Geschwindigkeit ablaufende Expansion wäre demnach keine mit konstantem Hubble-Parameter H(t), sondern eine mit konstanter Änderungsrate a'(t) des Skalenfaktors. Bei konstanter Änderungsrate des Skalenfaktors ist der Hubble-Parameter nicht konstant, sondern nimmt ab, da gilt:

H(t) = a'(t)/a(t)

Für a'(t) = const, mit const > 0, nimmt a(t) mit der Zeit zu, so daß H(t) abnimmt.
Ein konstanter Hubble-Parameter entspräche daher einer beschleunigten Expansion, mit anwachsendem a'(t).
Deine Argumentation, die Expansion sei früher wegen dem anderen Hubble-Parameter schneller gewesen als heute, ist daher so nicht ganz richtig. Schneller war sie wegen der anderen Änderungsrate des Skalenfaktors.

Damit stellt 1/H=t für t eine obere Größe für das Alter des Universums dar. Es ist bloß noch nicht geklärt, wie groß die Abbremsung und damit die Abnahme der Expansion mit der Zeit ist. Der Betrag des Abbremsungsparameters läßt sich nur äußerst schwer bestimmen, da man weder die mittlere Materiedichte des All's kennt, noch den Hubble-Parameter genau bestimmen kann. Für ein gegebenen Hubble-Parameter läßt sich eine mittlere Dichte angeben, bei der das Weltall nicht mehr expandiert, die so genannte kritische Dichte. Wenn die reale Materiedichte größer als die kritische Dichte ist, leben wir in einem geschlossenem Weltall, ist sie gleich oder kleiner ist es offen. Bis der Hubble-Parameter nicht geklärt ist, läßt sich das nicht eindeutig sagen. nichts davon steht auch nur im geringsten Widerspruch zu dem von mir gesagten.

b.t.w. Nur weil die Theorie vom Vakuum als Zustand niedrigster Energie, gefüllt mit virtuellen Teilchen, nicht bewiesen ist, hast du noch lange nicht das Recht, sie als Märchen zu bewerten*grrr* wenn du des Lesens mächtig wärest, wäre dir aufgefallen, daß ich nicht irgendeine Theorie von einem Vakuum als Zustand niedrigster Energie, gefüllt mit virtuellen Teilchen, als Märchen bezeichnet habe, sondern die Behauptung, die Vorstellung, das Vakuum wäre mit virtuellen Teilchen gefüllt, die ständig spontan entstünden und wieder verschwänden, wäre Bestandteil der Quantentheorie oder ginge aus der Unschärferelation hervor.
Und daß diese Behauptung ein Märchen ist, ist in der Tat korrekt. In jedem brauchbaren Buch über die Quantenfeldtheorie wirst du bestätigt finden, daß Vakuumfluktuationen von Quantenfeldern nichts mit virtuellen Teilchen zu tun haben, die irgendwie ständig entstünden und wieder verschwänden.

Cadmus

2003-04-05, 22:44:25

Es gebe auch noch eine andere Möglichkeit. Das Universum dehnt sich nicht ewig aus, nicht mal bis zu dem von mir genannten Punkt t, sondern fällt in relativ kurzer Zeit wieder in sich zusammen, also der altbekannte Big Crunch. Dafür wird die Gesamtmasse des Universums leider nicht groß genug sein, aber man könnte sich das ganze Forschen nach einem möglichem Ende sparen...;)

Cadmus

2003-04-05, 23:37:08

Vedek, definiere mir mal bitte ein flaches Universum. Wie soll ich mir das vorstellen? Als Scheibe? Die meisten Objekte im Universum haben ellipsoide Formen (von Spiralgalaxien und irregulären Galaxien mal abgesehen), daher mutmaße ich beim Universum auch eine annähernde Kugelform.

Vedek Bareil

2003-04-06, 00:10:55

Originally posted by Strafer
Vedek, definiere mir mal bitte ein flaches Universum. ein Universum heißt flach, wenn die Krümmung des Raumes (nicht die der Raumzeit!) auf großräumiger Skala Null ist.
Die Raumzeit ist indes sehr wohl gekrümmt.

Wie soll ich mir das vorstellen? als Raum mit euklidischer Metrik. Was sich z.B. dadurch auszeichnet, daß die Winkelsumme im Dreieck 180° beträgt. Im einem sphärisch gekrümmten Raum ist die Winkelsumm größer, in einem sattelförmig gekrümmten Raum kleiner.

Als Scheibe? eine Scheibe ist zweidimensional, der Raum hingegen dreidimensional. Würde man sich eine der drei Dimensionen wegdenken, wäre ein flacher Raum eine Ebene. Allerdings keine Scheibe, da eine solche ja einen Rand hat, sondern eine unendlich ausgedehnte Ebene.

Die meisten Objekte im Universum haben ellipsoide Formen (von Spiralgalaxien und irregulären Galaxien mal abgesehen), daher mutmaße ich beim Universum auch eine annähernde Kugelform. eine Kugel hat einen Rand (nämlich die Oberfläche), das Universum dagegen nicht. Es ist entweder unendlich groß und besitzt damit gar keine Form, oder aber der Raum ist sphärisch gekrümmt, dann hat er mit einer Kugel so viel Gemeinsamkeit wie die Oberfläche einer Kugel mit einer Kreisfläche.

Cadmus

2003-04-06, 01:15:50

ein Universum heißt flach, wenn die Krümmung des Raumes (nicht die der Raumzeit!) auf großräumiger Skala Null ist.
Die Raumzeit ist indes sehr wohl gekrümmt.

Und wie groß soll diese großräumige Skala sein? Ich würde diese Flachheit wohl am ehesten als extrem elliptisch ansehen, praktisch wie eine Klasse E7-Galaxie.

eine Scheibe ist zweidimensional, der Raum hingegen dreidimensional. Würde man sich eine der drei Dimensionen wegdenken, wäre ein flacher Raum eine Ebene. Allerdings keine Scheibe, da eine solche ja einen Rand hat, sondern eine unendlich ausgedehnte Ebene.

Eine Scheibe ist dreidimensional oder zweidimensional, je nach Interpretation. Wenn du einen Zylinder in einzelne Scheiben schneidest, sind diese Scheiben immer noch dreidimensional. Solch eine Scheibe habe ich gemeint:)

eine Kugel hat einen Rand (nämlich die Oberfläche), das Universum dagegen nicht. Es ist entweder unendlich groß und besitzt damit gar keine Form, oder aber der Raum ist sphärisch gekrümmt, dann hat er mit einer Kugel so viel Gemeinsamkeit wie die Oberfläche einer Kugel mit einer Kreisfläche.

Und genau diese Frage nach der Größe des Universums muss erst noch einwandfrei geklärt werden.

Vedek Bareil

2003-04-06, 02:57:20

Originally posted by Strafer
Und wie groß soll diese großräumige Skala sein? so groß wie die Skala, ab der Universum als homogen angesehen werden kann.
Nach den bisherigen Beobachtungen liegt die bei etwa 500 Millionen Lichtjahren.
Auf kleineren Skalen treten Inhomogenitäten auf, wie Galaxienhaufen, Galaxien, Sterne usw.

Ich würde diese Flachheit wohl am ehesten als extrem elliptisch ansehen, praktisch wie eine Klasse E7-Galaxie. nun, wenn annimmt, daß das Universum auf globaler Skala inhomogen ist, könnte der Raum natürlich so gekrümmt sein wie das 3D-Pendant zu der Oberfläche eines Ellipsoids. D.h. es gäbe dann Bereiche sehr geringer Raumkrümmung und geringer Dichte, sowie solche mit deutlich stärkerer Krümmung und größerer Dichte.
Eine solche Inhomogenität wäre allerdings nicht sehr plausibel. Favorisiert man das einfachstmögliche Modell vom Universum, so gelangt man zu einem homogenen Kosmos mit auf globaler Skala konstanter Krümmung (die eventuell Null ist). Läßt man dagegen das Konzept der Einfachheit fallen, so sollten Inhomogenitäten eher chaotisch und ungeordnet sein, nicht so wohlgeordnet wie bei elliptischer Krümmung. D.h. die Form, die sich bei Einbettung des gekrümmten Raumes in einen höherdimensionalen Hilfsraum ergäbe, wäre kein 4D-Hyperellipsoid, sondern ein eher unregelmäßiges Gebilde.

Eine Scheibe ist dreidimensional oder zweidimensional, je nach Interpretation. Wenn du einen Zylinder in einzelne Scheiben schneidest, sind diese Scheiben immer noch dreidimensional. Solch eine Scheibe habe ich gemeint:) eine solche Scheibe hätte aber ähnlich wie eine Kugel einen Rand, nämlich ihre Oberfläche. Und das Universum hat keinen.

Vedek Bareil

2003-04-06, 15:58:21

Originally posted by Strafer
Hier kommt die Heisenbergische Unschärferelation ins Spiel. Eine Konsequenz dieser ist das Lösen von der Vorstellung eines absolut leeren Raums und einer absolut ablaufenden Zeit. gegen eine absolut ablaufende Zeit hat die Unschärferelation eigentlich gar nichts einzuwenden, im Gegenteil: sie wird von der Quantentheorie sogar benötigt. Ein quantenmechanisches System hat zu jedem Zeitpunkt t einen Quantenzustand |psi(t)>, der einer Entwicklungsgleichung der Form

i hquer d/dt |psi(t)> = H |psi(t)>

gehorcht, wobei d/dt die Ableitung nach der Zeit ist und H der Hamilton-Operator.
In der speziell-relativistischen Formulierung der QT hat man natürlich keine absolute, vom Bezugssystem unabhängige Zeit mehr wie im nichtrelativistischen Fall, man geht dann so vor, daß man sich ein bestimmtes Bezugssystem heraussucht und die Zeitentwicklung des Quantenzustandes in diesem Bezugssystem betrachtet.

Erst in der Quantenkosmologie liegt die Sache anders. Dort funktioniert das dann so nicht mehr, da ja zu einem Quantenzustand mehrere unterschiedliche Raumzeit-Geometrien beitragen, und die kann man nicht alle mit demselben Bezugssystem beschreiben. Deswegen kann die Wellenfunktion des Universums nicht die Zeit als Parameter enthalten und nicht einer Entwicklungsgleichung in der obigen Form gehorchen.
Insofern zählt die Quantenkosmologie dann auch nicht mehr zur gewöhnliche Quantentheorie.

Cadmus

2003-04-06, 19:41:34

[...] Und das Universum hat keinen.

Lässt sich überhaupt klären, wie solch eine Grenze sich darstellen könnte? Dass das Universum keine reelen Abgrenzungen hat, ist irgendwie doch zu utopisch.
Obwohl, das Aufblähen des Universums darf man sich ja auch nicht als Explosion mit einer sich schnell ausbreitenden Schockfront vorstellen. Das inflationäre Anwachsen erfolgte mit vielfacher Überlichtgeschwindigkeit, das heißt, das es sich nicht um einen Vorgang handelte, bei dem Materie oder Energie, gleich welcher Art, transportiert worden.
Deine Aussage "Und das Universum hat keinen" lässt sich verschiedenermaßen interpretieren:

1. Das Universum hat eine unendlich große räumliche Ausdehnung.

2. Das Universum hat keine unendlich große räumliche Ausdehnung, allerdings existiert nichts im ontologischen Sinne außerhalb des Universums. Aber das sollen die Metamathematiker überprüfen, ob mathematischen Objekten eine absolute Existenz immanent ist.

3. Das Universum hat keine "feste" Grenze, durch eine ewige Expansion würde sich diese immer weiter verschieben.

4 Das Universum hat keine Grenze im Bereich der 3 Dimensionen, die unser Verstand begreift. Im primordialen Quantenvakuum mit perfekter Symmetrie ist die Zahl der räumlichen Dimensionen beliebig groß und unbestimmbar.
Heute wird vermutet, das die beobachtbare und beschreibbare Welt mindestens 10 räumliche Dimensionen aufweist. Vier dieser Dimensionen begannen innerhalb der Planck-Ära als Folge einer Symmetriebrechung zu expandieren, und somit "unser" Universum mit 3 räumlichen Dimensionen und einer Zeitdimension aufzuspannen. 6 weitere Dimensionen verblieben in der Planck-Größe kompaktifiziert und sind für Eigenschaften der heute existierenden Elementarteilchen verantwortlich.

Also ich würde das so interpretieren, das vor dem Urknall ein x-dimensionaler aber ultradichter Raum vorhanden war, und der Urknall nur die plötzliche Expansion der 4 bekannten Dimensionen darstellt.
(Sorry, wenn ich vom eigentlichen Thema abweiche, aber ich wollte das nun einfach mal geklärt haben.)

Vedek Bareil

2003-04-06, 20:08:46

Originally posted by Strafer
Lässt sich überhaupt klären, wie solch eine Grenze sich darstellen könnte? als Rand des Raumes.

Dass das Universum keine reelen Abgrenzungen hat, ist irgendwie doch zu utopisch. warum? Was ist an einem unberandeten Raum utopisch?
In der ART und den auf ihr basierenden kosmologischen Modellen kommt jedenfalls keine Berandung des Raumes vor. Berandet ist lediglich die Raumzeit, nämlich durch eine raumartige Hyperfläche, an der die Raumzeit unendlich stark gekrümmt ist und die sich Urknall nennt.

Obwohl, das Aufblähen des Universums darf man sich ja auch nicht als Explosion mit einer sich schnell ausbreitenden Schockfront vorstellen. Das inflationäre Anwachsen erfolgte mit vielfacher Überlichtgeschwindigkeit, das heißt, das es sich nicht um einen Vorgang handelte, bei dem Materie oder Energie, gleich welcher Art, transportiert worden. es handelt sich bei der Expansion nicht um einen Transport vor Materie durch den Raum, sondern um eine Expansion des Raumes selbst, mit einer in Ruhe befindliche Materie darin.

Deine Aussage "Und das Universum hat keinen" lässt sich verschiedenermaßen interpretieren:

1. Das Universum hat eine unendlich große räumliche Ausdehnung.

2. Das Universum hat keine unendlich große räumliche Ausdehnung, allerdings existiert nichts im ontologischen Sinne außerhalb des Universums. dann hätte das Universum aber einen Rand, an der Raum aufhört.
Endlich sein kann ein unberandeter Raum nur wenn er sphärisch gekrümmt ist, so daß eine Linie, die man in eine Richtung immer weiter zieht, schließlich in sich selbst zurückläuft, der Raum sich also wie die 3-dim. Oberfläche einer 4-dim. Kugel verhält.

3. Das Universum hat keine "feste" Grenze, durch eine ewige Expansion würde sich diese immer weiter verschieben. auch dann hätte das Universum einen Rand. Auch ein sicher entfernender Rand ist nichtsdestotrotz ein Rand.

4. Das Universum hat keine Grenze im Bereich der 3 Dimensionen, die unser Verstand begreift. Im primordialen Quantenvakuum mit perfekter Symmetrie ist die Zahl der räumlichen Dimensionen beliebig groß und unbestimmbar. das ist aber neue Physik, die ich da höre.
Eine Formulierung der Quantentheorie, in der Zustände mit einer unbestimmten Zahl an Dimensionen vorkommen, war mir bislang nicht bekannt.
Sollte das Universum indes in Richtung einer dieser Dimensionen einen Rand haben, so hätte unser Universum indes natürlich einen Rand.

Heute wird vermutet, das die beobachtbare und beschreibbare Welt mindestens 10 räumliche Dimensionen aufweist. 9.
10 Dimensionen hat die Raumzeit, bei einer Zeitdimension bleiben damit 9 Raumdimensionen übrig.
Und in jeder davon ist das Universum unberandet.

Vier dieser Dimensionen begannen innerhalb der Planck-Ära als Folge einer Symmetriebrechung zu expandieren, und somit "unser" Universum mit 3 räumlichen Dimensionen und einer Zeitdimension aufzuspannen. unser Universum hat nicht 3, sondern 9 räumliche Dimensionen. Nur können wir 6 davon nicht wahrnehmen, da das Universum in Richtung dieser Dimensionen nur sehr geringfügig ausgedehnt ist.
Die 6 Zusatzdimensionen sind aufgerollt, d.h. der Raum ist in ihnen sphärisch gekrümmt.

Also ich würde das so interpretieren, das vor dem Urknall ein x-dimensionaler aber ultradichter Raum vorhanden war, ein Urknall ist ein Rand der Raumzeit. Es gibt keine Fortsetzung der Raumzeit (egal ob 4- oder 10-dimensional) über diesen Rand hinaus, und daher kein "vor dem Urknall".

und der Urknall nur die plötzliche Expansion der 4 bekannten Dimensionen darstellt. es wäre natürlich denkbar, daß das Universum früher mal in allen 9 Raumdimensionen nur sehr gering ausgedehnt war, der gesamte 9D-Raum also sphärisch gekrümmt war mit sehr kleinem Krümmungsradius, und dann irgendwann eine Expansion in der Richtung von 3 der 9 Dimensionen eintrat. So etwas wäre aber kein Urknall, da die Raumzeit dann ja keinen Rand hat.
Und es stellt sich dann die Frage, was die Expansion ausgelöst hat, warum der Raum nicht schon vorher expandierte, und warum er nicht, wenn er nicht expandierte, durch die Gravitation zu einem Zustand unendlicher Krümmung und verschwindendem Krümmungsradius zusammenstürzte.

Cadmus

2003-04-06, 21:26:20

als Rand des Raumes.

Naja, wenn das Universum sowieso keine Grenze hat, erübrigt sich die Frage ja.

warum? Was ist an einem unberandeten Raum utopisch?

Die Vorstellung eines unendlich großen Raum's an sich. Der menschliche Verstand weist jedem Objekt eine messbare Größe zu. Ein unbegrenzter Raum ist eine ziemlich radikale Verabschiedung dieses Zustandes.

ein Urknall ist ein Rand der Raumzeit. Es gibt keine Fortsetzung der Raumzeit (egal ob 4- oder 10-dimensional) über diesen Rand hinaus, und daher kein "vor dem Urknall"

Dazu habe ich eine interessante Theorie gefunden, verschiedene Hypothesen deuten darauf hin, daß unser Universum aus einer Fluktuation, einer plöztlichen Schwankung des Zustandes eines "übergeordneten Universums" ("Multiversum", "Hyperraum") entstand. Was immer man darunter verstehen mag, bleibt dies vorerst aber nur Spekulation. Ereignisse vor dem Urknall können in keiner Weise einen Einfluß auf die Entwicklung des Universums haben, und so ist die Frage, ob es vorher schon Raum (oder Zeit) gab, absolut unbeantwortbar, damit hast du schon Recht. Es ist aber trotzdem merkwürdig wenn vom Urknall bis zum Enstehen des Lebens sämtliche Vorgänge und Zustände nur Zufall gewesen sein sollen. Vielleicht hat doch ein Gott-ähnliches Wesen dabei eine Rolle gespielt, wer weiß?!
Warum war zum Beispiel eine tausendstel Sekunde nach dem Urknall eine Asymmetrie von 1:10^9 zwischen Quarks und Antiquarks vorhanden, die die Bildung von Materie erst ermöglichte. Wäre diese winzig kleine Asymmetrie nicht gewesen, hätten sich Quarks und Antiquarks durch Kollision in Strahlungsblitze verwandelt, die Protonen wären nie enstanden.

Distroia

2003-04-06, 22:36:32

Das hört sich alles total interessant an. Könnt ihr mir vielleicht ein Buch empfehlen, wo das alles genau erklärt wird, was auch ein normalsterblicher Mensch wie ich versteht? Damit will ich nicht sagen, dass ich Probleme hab solche Sachen zu verstehen, aber was ihr da so erzählt macht mir langsam Angst... ;)

Cadmus

2003-04-06, 23:03:00

Vedek Bareil

2003-04-06, 23:15:00

Originally posted by Strafer
Die Vorstellung eines unendlich großen Raum's an sich. Der menschliche Verstand weist jedem Objekt eine messbare Größe zu. Ein unbegrenzter Raum ist eine ziemlich radikale Verabschiedung dieses Zustandes. nunja, vor dem Aufkommen der ART-basierten Kosmologie wurde eigentlich allgemein davon ausgegangen, daß der Raum und auch die in ihm enthaltene Materie unendlich ausgedehnt sei.

Dazu habe ich eine interessante Theorie gefunden, verschiedene Hypothesen deuten darauf hin, daß unser Universum aus einer Fluktuation, einer plöztlichen Schwankung des Zustandes eines "übergeordneten Universums" ("Multiversum", "Hyperraum") entstand. eine solche Fluktuation wäre aber kein singulärer Urknall.
Vor der Fluktuation befand sich das übergeordnete Universum ja in einem nicht-singulären Zustand, und auch während der Fluktuation trat kein singulärer Zustand ein.

Meines Wissens basiert diese Theorie auf einem Ansatz zur Quantengravitation (nämlich der Superstringtheorie), von der ja wie schon gesagt erwartet wird, daß in ihr keine Singularitäten und damit auch kein Urknall vorkommen.

Warum war zum Beispiel eine tausendstel Sekunde nach dem Urknall eine Asymmetrie von 1:10^9 zwischen Quarks und Antiquarks vorhanden, die die Bildung von Materie erst ermöglichte. man arbeitet an Elemtarteilchen-Theorien, in denen Gesetzmäßigkeiten gelten, aus denen diese Asymmetrie hervorgeht.
Mit dem Urknall hat das so direkt erstmal nichts zu tun.

Als Kandidat galt lange Zeit die SU(5)-GUT, in der die starke mit der elektroschwachen Wechselwirkung sowie die Teilchenfamilie der Quarks mit der der Leptonen vereinheitlicht werden sollte. Die sagte jedoch nicht nur die Asymmetrie zwischen Quarks und Antiquarks bzw. Leptonen und Antileptonen voraus, sondern auch den Protonenzerfall. Nachdem der nicht beobachtet werden konnte, hat diese Theorie wieder an Beachtung verloren.

Distroia

2003-04-06, 23:20:19

Originally posted by Strafer

Einfach fragen, was du nicht verstehst. Ich erkläre es dir, und Vedek widerspricht mir.;):D

*ROTFL*

Quote of the day!

Ne im Ernst, ich hab das Gefühl, dass ich erstmal einen groben Überblick brauch, um da überhaupt mitreden zu können. Sonst würde es auch nicht viel nützen, wenn ich etwas fragen würde, weil aus jeder Frage wahrscheinlich 5 neue Fragen entstehen würden. Widerspricht das jetzt dem Energieerhaltungssatz? Nein, Vedek du brauchst mich jetzt nicht zu quoten, das war nur Spass. ;D

Danke für die Tipps. Ich werde mal nach den Büchern ausschau halten...

betasilie

2003-04-06, 23:37:00

Originally posted by Vedek Bareil
falsch. Der Raum hat keinen Rand. Er ist entweder sphärisch gekrümmt, und dadurch zwar endlich, aber unbegrenzt, oder aber er ist unendlich ausgedehnt.
Stimmt, so war das.

dann hätte das Universum aber einen Rand, an der Raum aufhört.
Endlich sein kann ein unberandeter Raum nur wenn er sphärisch gekrümmt ist, so daß eine Linie, die man in eine Richtung immer weiter zieht, schließlich in sich selbst zurückläuft, der Raum sich also wie die 3-dim. Oberfläche einer 4-dim. Kugel verhält.

Hehe. Ein ausbruchsicheres Gefängniss. :D

Cadmus

2003-04-07, 00:26:26

Vedek, mir ist mal aufgefallen, das deine Ansichten von der Entstehung des Universums ziemlich mit denen von Wolfgang Priester übereinstimmen. Priester schlug eine singularitätsfreie Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen mit einem nicht verschwindenen Lambda-Term vor. Danach herrscht in einem Raum mit sphärischer Metrik das Quantenvakuum ohne Anwesenheit von Materie. Als Folge der Einsteinschen Gleichungen kommt es dabei zu einer Kontraktion des Längenmaßstabes, was zu einer enormen Raumkrümmung führt. Diese Kontraktion führt aber nicht zur Singularität, sondern vielmehr erfolgt bei einer minimalen Größe von 10^-28 cm ein Rückprall. Das Universum beginnt wieder zu expandieren. In der Phase des minimalen Skalenfaktors und der maximalen Raumkrümmung bewirkt die schnelle Änderung der Raumkrümmung die Produktion realer Elementarteilchen, der Quarks und der Elektronen und kurz darauf die Protonen und Neutronen. Durch Lambda > 0 läßt sich der zeitliche Verlauf des Weltalls strecken, womit die Bildung der großräumigen Struktur des Universums besser zu erklären ist.

Eigentlich ganz interessant, nur verstehe ich nicht den Zusammenhang
zwischen der Änderung der Raumkrümmung und der Bildung von Elementarteilchen. Dann müssten Elementarteilchen als die altbekannten virtuellen Teilchen schon vorgelegen haben, oder sie sind aus dem Nichts entstanden.:)

Vedek Bareil

2003-04-07, 00:27:29

Originally posted by Distroia
Das hört sich alles total interessant an. Könnt ihr mir vielleicht ein Buch empfehlen, wo das alles genau erklärt wird, was auch ein normalsterblicher Mensch wie ich versteht? Damit will ich nicht sagen, dass ich Probleme hab solche Sachen zu verstehen, aber was ihr da so erzählt macht mir langsam Angst... ;) nunja, zu den hier besprochenen Themen sieht es mit vernünftiger populärwissenschaftlicher Literatur, in der man nicht irgendwelche Märchen aufgetischt bekommt, die zwar einen allgemeinverständlichen Eindruck machen, die Korrektheit aber auf der Strecke bleiben lassen (wie z.B. der Kram mit den ständig entstehenden und wieder verschwindenden virtuellen Teilchen), leider ziemlich mau aus.

Du solltest dich daher darauf einstellen, mit etwas anspruchsvollerer Literatur vorlieb nehmen zu müssen.
Noch einigermaßen populär wäre z.B. "Die Physik der Unsterblichkeit" von Frank J. Tipler, wo zwar hauptsächlich Tiplers Omegapunkt-Theorie erläutert wird, aber auch vieles Interessante zum Thema Quantenkosmologie drinsteht.
Mehr zu klassischer ART-basierte Kosmologie und zur Theorie der kosmischen Inflation findest du in "Kosmologie und Teilchenphysik" von Immo Appenzeller, aus der Reihe "Verständliche Forschung" von Spektrum der Wissenschaft. In dieser Reihe gibt es auch noch ein paar andere Bücher, die für dich interessant sein dürften.

Schon etwas höhere Ansprüche stellt Bergmann/Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 8, "Sterne und Planeten".

Edit: das muß natürlich "Sterne und Weltraum" heißen.

Dort ist insbesondere noch mehr Interessantes zum Thema klassische Kosmologie zu finden.
Noch etwas höher wären Bücher wie Hubert Gönner: "Einführung in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie", wo du dann auch hergeleitet bekommst, wie es zur Urknall-Singularität kommt und warum diese die Raumzeit berandet, oder Sexl/Urbantke "Kosmologie".

Schließlich wäre noch Andrej Linde: "Teilchenphysik und inflationäre Kosmologie" zu nennen, dessen Ansprüche dann im Vergleich zu Gönner und Sexl/Urbantke wieder etwas niedriger angesiedelt sind, und wo wie der Name schon sagt die kosmische Inflation im Mittelpunkt steht - und warum diese eine Vermeidung des Urknalls auch ohne Quantengravitation ermöglicht! - aber auch Dinge wie Quantenkosmologie und die Wellenfunktion des Universums angesprochen werden, auf einem mathematisch etwas höheren Niveau als bei Tipler.
Ich habe übrigens die Feststellung gemacht, daß man Lindes Buch auch ganz gut verstehen kann, wenn von den aufgeführten Formeln so gut wie nix rafft, man muß dazu einfach nur diejenigen Argumentationen, die sich auf die Formeln stützen, hinnehmen, dann klappt das schon ;)

Die von Strafer genannte Cambridge Enzyklopädie ist eher ein Astronomie- als ein Kosmologie-Buch, zum Thema Kosmologie kann man die eigentlich vergessen.

Vedek Bareil

2003-04-07, 00:51:42

Originally posted by Strafer
Vedek, mir ist mal aufgefallen, das deine Ansichten von der Entstehung des Universums mein eigenen Ansichten von der Entstehung des Universums habe ich doch noch gar nicht erläutert.

Du hast mich mit dem Trouble, den du hier veranstaltet hast, so sehr auf Trab gehalten, daß ich dazu noch überhaupt nicht gekommen bin.

ziemlich mit denen von Wolfgang Priester übereinstimmen. Priester schlug eine singularitätsfreie Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen mit einem nicht verschwindenen Lambda-Term vor. Danach herrscht in einem Raum mit sphärischer Metrik das Quantenvakuum ohne Anwesenheit von Materie. Als Folge der Einsteinschen Gleichungen kommt es dabei zu einer Kontraktion des Längenmaßstabes, was zu einer enormen Raumkrümmung führt. Diese Kontraktion führt aber nicht zur Singularität, sondern vielmehr erfolgt bei einer minimalen Größe von 10^-28 cm ein Rückprall. ja, das ist die Big-Bounce-Lösung, in der eine dominante antigravitativ wirkende kosmologische Konstante (auch Vakuumenergie, dunkle Energie, Quintessenz oder lambda-Term, wie du sagst, genannt) eine zunächst ablaufende Kontraktion des Universum bremst, schließlich bei endlicher Dichte und nichtverschwindendem Skalenfaktor zum Stillstand bringt, und dann in eine beschleunigte Expansion umschlagen läßt.

Ich persönlich bevorzuge dagegen die exponentielle Expansion, bei der der Skalenfaktor
a(t) als Funktion der Zeit t die Form

a(t) ~ exp(H*t)

mit H = (zeitlich konstanter!) Hubble-Parameter, hat.
Ähnlich wie bei der Big-Bounce-Theorie tritt kein Urknall mit a=0 auf, jedoch gab es nie eine Kontraktion mit a'(t)<0, vielmehr hat das Universum seit ewigen Zeiten beschleunigt expandiert.
Da der Raum anders als beim Big Bounce nicht geschlossen gekrümmt ist, war er stets unendlich groß, egal wie klein der Skalenfaktor früher mal war.

Daß im heute von uns beobachten Teil des Universums die Expansion nicht exponentiell ist, geht darauf zurück, daß es immer wieder vorkommt, daß sich in einigen Regionen des Alls die dominante Vakuumenergie in normale, gravitativ anziehend wirkende Materie umwandelt, die dann die Expansion bremst. Der heute von uns beobachte Ausschnitt des Kosmos liegt innerhalb einer solchen Region.

Das Universum beginnt wieder zu expandieren. In der Phase des minimalen Skalenfaktors und der maximalen Raumkrümmung bewirkt die schnelle Änderung der Raumkrümmung die Produktion realer Elementarteilchen, der Quarks und der Elektronen und kurz darauf die Protonen und Neutronen. Durch Lambda > 0 läßt sich der zeitliche Verlauf des Weltalls strecken, womit die Bildung der großräumigen Struktur des Universums besser zu erklären ist.

Eigentlich ganz interessant, nur verstehe ich nicht den Zusammenhang
zwischen der Änderung der Raumkrümmung und der Bildung von Elementarteilchen. Dann müssten Elementarteilchen als die altbekannten virtuellen Teilchen schon vorgelegen haben, oder sie sind aus dem Nichts entstanden.:) ich schätz mal, die sind aus dem Nichts entstanden. Die Energie für ihre Bildung bezogen sie dabei aus der Vakuumenergie lambda, die dabei umgewandelt wurde.

Einen vergleichbaren Prozeß hat man bei der Hawking-Strahlung bei schwarzen Löchern: die Änderung der Raumzeit-Krümmung bei der Bildung eines Loches wirkt so auf die Vakuumzustände der in dessen Umgebung lebenden Quantenfelder ein, daß diese in angeregte Zustände übergehen, also Zustände mit nichtverschwindender Teilchenzahl. Die zur Bildung nötige Energie wird dabei nicht der Vakuumenergie entzogen, sondern dem schwarzen Loch.

Distroia

2003-04-07, 00:52:11

"Die Physik der Unsterblichkeit" klingt interessant. Die anderen hab ich entweder nicht gefunden, oder sie waren extrem teuer. (über 40€!). Wenn ich das nicht verstehe, brauch ich in die anderen glaub ich gar nicht erst reinzugucken. ;)

Edit: was halten ihr denn von den Buch: "Die Unsterblichkeit der Zeit. Die moderne Physik zwischen Rationalität und Gott".

Vedek Bareil

2003-04-07, 00:58:42

Originally posted by Distroia
"Die Physik der Unsterblichkeit" klingt interessant. Die anderen hab ich entweder nicht gefunden, oder sie waren extrem teuer. (über 40€!). naja, ich würd die mir an deiner Stelle auch nicht gleich kaufen, sondern erstmal versuchen, die in Bibliotheken mal anzuschauen. Uni-Bibs wären dazu vielleicht ganz gut, ich weiß allerdings nicht ob du da als Nicht-Hochschulangehöriger was ausleihen kannst. Sollte aber eigentlich schon möglich sein.

Cadmus

2003-04-07, 01:00:25

@Vedek:
Hat dich ja niemand aufgefordert, meinen Müll zu korrigieren. Bin dir trotzdem dankbar.:)
OK, dann erklär mal deine Version. Ich werde einfach die Schnauze halten... Vorrübergehend.

Vedek Bareil

2003-04-07, 01:05:21

Originally posted by Strafer
OK, dann erklär mal deine Version. hab ich doch gerade getan :)

Distroia

2003-04-07, 01:20:06

Originally posted by Vedek Bareil
naja, ich würd die mir an deiner Stelle auch nicht gleich kaufen, sondern erstmal versuchen, die in Bibliotheken mal anzuschauen. Uni-Bibs wären dazu vielleicht ganz gut, ich weiß allerdings nicht ob du da als Nicht-Hochschulangehöriger was ausleihen kannst. Sollte aber eigentlich schon möglich sein.

In einem halben Jahr bin ich ja an der FH. Bis dahin werde ich es glaub ich noch aushalten...

Cadmus

2003-04-13, 01:28:14

Da ist man mal ein paar Tage im Urlaub, schon geht der Thread den Weg der Bedeutungslosigkeit...tststs

Nehmen wir mal an, das Universum war vor dem Urknall (ja ich weiß, es gibt kein "vor" dem Urknall) ein nicht verschwindend kleiner Materiepunkt (mir fällt grade keine bessere Bezeichnung ein), mit einer Temperatur = x-mal höher als die Temperatur zum Ende der Planck-Ära, müsste dann nicht allein schon die thermische(?) Energie diesen Materiepunkt zur Ausdehnung gezwungen haben? Da ja ausserhalb des Materiepunkts kein Raum im ontologischen Sinne vorhanden war, musste sich dieser in sich selber aufblähen. Damit wäre der erste Schritt zum Urknall geschafft.
Die heissen "Gase" des jungen Universums bestanden nicht aus Materie, wie wir sie kennen. Bei der extrem hohen Temperatur im Universum konnten weder Atome noch dessen Bestandteile wie Protonen oder Neutronen existieren, und daher ebensowenig Kräfte, die wir als Gravitation oder Magnetismus bezeichnen. Materie und die Kräfte mussten in einer einzigen Masse verschmolzen sein. Doch das Universum kühlte sich kontinuierlich ab, und irgendwann mussten die Materie und die Kräfte die Formen angenommen haben, die wir heute vorfinden. Zu diesem Zeitpunkt befand sich das Universum in einem einzigartigen Stadium, dass es nie zuvor gab und nie wieder geben wird. Damals musste die Gravitation, als die Materie und die Kräfte sich begannen herauszubilden, eine uns fremde und unberechenbare Phase durchlaufen haben. Wir kennen die Gravitation als eine Kraft, die Dinge aufeinander zutreiben lässt. Damals musste sie aber kurzzeitig eine Kraft gewesen sein, die Materie auseinanderstiess. Die Urgewalt dieser Gravitation riss, dass sich zuvor langsam ausdehnende Universum, in einem Male in einer gigantischen Explosion auseinander dem Urknall.

Das Dumme ist nur, das diese Theorie der Behauptung widerspricht, beim Urknall hätte sich KEINE Materie-Schockfront gebildet, sondern eine überlichtschnelle Nicht-Materie-Front.

Vedek Bareil

2003-04-13, 02:50:59

Originally posted by Strafer
Nehmen wir mal an, das Universum war vor dem Urknall (ja ich weiß, es gibt kein "vor" dem Urknall) ein nicht verschwindend kleiner Materiepunkt ein nichtverschwindend kleiner Materiepunkt benötigt einen Raum zum drin existieren, und den gibt es jenseits einen Randes der Raumzeit nicht.
Der Materiepunkt muß also entweder nach dem Urknall existieren (diesseits des Randes), oder aber es gab gar keinen Urknall.

(mir fällt grade keine bessere Bezeichnung ein), mit einer Temperatur = x-mal höher als die Temperatur zum Ende der Planck-Ära, müsste dann nicht allein schon die thermische(?) Energie diesen Materiepunkt zur Ausdehnung gezwungen haben? wenn er das damalige Gesamtvolumen des Raumes mehr oder weniger homogen ausfüllte, dann nicht. Er könnte sich dann ja nur durch die Expansion des Raumes ausdehnen, und die kann durch einen thermischen oder sonstwie gearteten positiven Druck nicht ausgelöst werden. Ein positiver Druck würde ganz im Gegenteil durch seinen Beitrag zum Energie-Impuls-Tensor einer Expansion eher entgegenwirken als sie zu fördern.

Ein Anfachen der Expansion ist nur durch eine Energieform mit positiver Energiedichte bei negativem Druck möglich, wie man sie z.B. bei der kosmologischen Konstanten hat.

Da ja ausserhalb des Materiepunkts kein Raum im ontologischen Sinne vorhanden war, musste sich dieser in sich selber aufblähen. Damit wäre der erste Schritt zum Urknall geschafft. ein Urknall ist ein Zustand unendlicher Dichte. Selbst wenn wir annehmen, daß dein Szenario möglich wäre, so würde die Dichte dabei endlich bleiben. Zu einem Urknall würde es gar nicht kommen.

Die heissen "Gase" des jungen Universums bestanden nicht aus Materie, wie wir sie kennen. Bei der extrem hohen Temperatur im Universum konnten weder Atome noch dessen Bestandteile wie Protonen oder Neutronen existieren, und daher ebensowenig Kräfte, die wir als Gravitation oder Magnetismus bezeichnen. damit bestreitest du sämtliche Theorien, auf die sich die bisherigen kosmologischen Modelle stützen.
Du müßtest also erstmal alternative Theorien entwickeln. Und gleich dazu Argumente vorlegen, warum diese den bisherigen Theorien vorzuziehen sein sollten.

Und das allerwichtigste für eine physikalische Theorie ist natürlich, daß sie quantitative Aussagen macht: es muß einige wenige grundlegende Gleichungen geben, aus denen alles weitere streng mathematisch herleitbar ist.
Also laß die Gleichungen deiner Theorie mal sehen!
Hier ist du zum Vergleich die Feldgleichung der ART:

R^ij(x) - 1/2 R g^ij(x) = kappa * T^ij(x)

mit R^ij = Ricci-Tensor, R = Ricci-Skalar, g^ij = metrischer Tensor, kappa = Gravitationskonstante, T^ij = Energie-Impuls-Tensor.
Auf den speziellen Fall eines homogenen expandierenden Universums mit der Robertson-Walker-Metrik

ds^2 = dt^2 - a(t)^2 * [dr^2/(1-kr^2)

+ r^2(d(theta)^2 + sin(theta)^2 d(phi)^2)]

mit r,theta,phi = Radial-, Polar- und Azimutkoordinate bezogen ergibt sich daraus:

a''(t) = -4pi/3 G(rho(t)+3p(t)) * a(t)

H(t)^2 + k/a(t)^2 = 8pi/3 G rho(t)

mit a(t) = Skalenfaktor, H(t) = a'(t)/a(t) = Hubble-Parameter, rho(t) = Energiedichte, p(t) = Druck, G = Gravitationskonstante (bis auf ein paar unwichtige Konstanten identisch mit kappa). k=-1,0,+1 gibt an, ob der Raum sattelförmig, flach oder sphärisch gekrümmt ist.

Materie und die Kräfte mussten in einer einzigen Masse verschmolzen sein. Doch das Universum kühlte sich kontinuierlich ab, und irgendwann mussten die Materie und die Kräfte die Formen angenommen haben, die wir heute vorfinden. Zu diesem Zeitpunkt befand sich das Universum in einem einzigartigen Stadium, dass es nie zuvor gab und nie wieder geben wird. Damals musste die Gravitation, als die Materie und die Kräfte sich begannen herauszubilden, eine uns fremde und unberechenbare Phase durchlaufen haben. worauf stützt du all diese Behauptungen? Du hast jetzt mehrfach das Wort mußte verwendet. Warum mußte der Betreffende das denn jeweils? Wer schrieb ihm das denn vor?

Wir kennen die Gravitation als eine Kraft, die Dinge aufeinander zutreiben lässt. nö, wir kennen sie als Krümmung der Raumzeit.

Damals musste sie aber kurzzeitig eine Kraft gewesen sein, die Materie auseinanderstiess. schon wieder: warum mußte sie das? Wer schrieb ihr denn das vor?

Die Urgewalt dieser Gravitation riss, dass sich zuvor langsam ausdehnende Universum, in einem Male in einer gigantischen Explosion auseinander dem Urknall. wenn du schon unbedingt Begriffe umdefinieren mußt, dann sei doch bitte gefälligst so nett, das dabei zu sagen.
Nach der gängigen Definition ist ein Urknall ein Zustand unendlich starker Dichte und Krümmung der Raumzeit. Ein solcher Zustand kommt in deinem Szenario aber nicht vor.
Daß du trotzdem von einem Urknall sprichst, bedeutet, daß du eine andere Definition dieses Begriffes verwendest.

Das Dumme ist nur, das diese Theorie der Behauptung widerspricht, beim Urknall hätte sich KEINE Materie-Schockfront gebildet, sondern eine überlichtschnelle Nicht-Materie-Front. aha. Ich weiß zwar nicht so genau, wo da jetzt der Widerspruch ist, ich weiß aber auch nicht, wie du auf die Behauptung kommst, es hätte sich eine überlichtschnelle Nicht-Materie-Front gebildet.
In den konventionellen Modellen des expandierenden Universums gibt es keine derartige Front, da das Universum keinen Rand hat.