Beiträge von füschü im Thema „Mittelpunkt des Universums“

füschü · 14. November 2004

Hallo Joerg

Ich kann dazu nicht mehr viel sagen ohne mich aufs Glatteis zu begeben und/oder sehr formellastig zu schreiben. Ich glaube es ist ein fundamentales Verständnis der Inflationsmodells nötig, um diesen Punkt wirklich zu begreifen, und dessen kann ich mich nicht guten Gewissens rühmen.

Versuchen kann ich es ja trotzdem: Im Standardmodell ist die beobachtete Homogenität des Universums (Isotropie der Hintergrundstrahlung auf etwa 10^-6 genau) schwer zu erklären, da Objekte im ganz frühen Universum (vor 10^-35 Sekunden, Planck-zeit) keinen kausalen Kontakt zueinander haben konnten (Universum war zu gross, als dass das Licht oder andere Wechselwirkungsteilchen es in dieser kurzen Zeit hätte durchlaufen können).

Dieses Problem (und andere) werden innerhalb des Inflationsmodells gelöst, das eine exponentielle Expansion des Universums während einer kurzen Zeitspanne (der Higgs-Ära, etwa Planck-Zeit bis 1.5x10^-34 s) bei gleichbleibender Energiedichte voraussagen. Dies ist möglich, da die Vakuums-Energiedichte des Higgs-Felds (schon mal vom Higgs-Boson X gehört?[:)]) die dominierende Rolle innehat (und diese sich kaum ändert).[xx(]

Der springende Punkt: Wenn diese kurze aber heftige Expansion (um Faktor exp(60)=10^26) stattgefunden hat, war das Universum bei 10^-35 Sek um etwa 12 Grössenordnungen kleiner als im Standardmodell berechnet, und es wäre kausal verbunden gewesen, die Homogenität und Isotropie wäre verständlich.

Eine Konsequenz davon wäre aber eben auch, dass der heute sichtbare Teil des Universums nur ein verschwindend kleiner Teil des Ganzen ist.

Ich stelle mir das Problem so vor: Wenn du ein Universum auf genügend kurzer Zeit genügend schnell auseinanderreisst (im Sinn von vergrössern), fehlt von da an genau dieser kausale Kontakt (Verbindung durch Licht) zwischen Teilen des Universums... Wir können ja nur bis in eine Distanz von etwa 15 Milliarden Lichtjahren (Weltalter) schauen, ist der Raum aber grösser, sehen wir den Rest nicht. Dass er sooooo gross ist[:0] habe ich auch nicht gedacht... und ich habe immer noch Mühe, es wirklich in meiner Vorstellung zu verankern.
Falls jemand eine gefestigteres Bild der Sache hat, solle er mir dies also bitte mitteilen[:)]

Etwas anderes was mir Bauchschmerzen bereitet ist, dass der Raum sich während der Inflation mit einer mittleren Geschwindigkeit von etwa 10^32 m/s ausdehnt... hmmmmm... Hätte doch die Allg.Rel.Theorie-Vorlesung besuchen sollen;)

füschü · 14. November 2004

hallo,

Dieser Thread scheint einige tage verlassen... trotzdem will ich meinen Senf auch noch loswerden[;)]

Ich habe in 4 Tagen meinen Studium-Abschluss in Physik, und ein Prüfungsfach ist die Experimentelle Kosmologie, ein guter Grund, mich dem Thema zu widmen..

Meine Meinung: speziell rüdigerK scheint mir die präzisesten Antworten gegeben zu haben. sphinx
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> 3.11. 22:22
Daß das Universum flach ist, ist eine Schlussfolgerung aus empirische Beobachtungen und theoretische Argumenten<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"> weiss offensichtlich einiges darüber, aber ist meiner meinung nach etwas absolut..

Heute ist es noch nicht wirklich möglich zu sagen, ob das Universum flach ist oder nicht. dass es dies nach dem Urknall war, stimmt. dass es dies heute ist, vermutet man anhand von beobachtungen. Nur: wenn das Inflations-modell zutrifft, sehen wir nur gerade den (10^26)^3-ten Teil des Universums (unvorstellbar:)! Selbst wenn dieses stark gekrümmt sein sollte, würde unsere Umgebung in etwa flach erscheinen.

Noch zum Begriff flach: sich den Begriff streng geometrisch vorzustellen ist (zumindest für mich) gefährlich. Flach bedeutet hier, dass die Dichte (der Energie, Masse) im Universum gerade gross genug ist, um die Expansion zum Stillstand zu bringen. Es wäre geschlossen, wenn mehr Energie vorhanden ist (-> Kontraktion) und offen (-> ewige Expansion) wenn die Dichte kleiner ist. Wenn allerdings die sogenannte Vakuumsenergie nicht Null ist (z.b. positiv) kann ein geschlossenes Universum auch weiter expandieren... ist ein weniger verwirrlich von den Bezeichnungen her, denke jedenfalls ich, und ich habe einige Missverständnisse diesbezüglich gesehen innerhalbs dieses Threads. Offen/flach/geschlossen bezieht sich einfach auf die totale Dichte, ohne die Vakuumsenergie (Einsteins kosmische Konstante) einzubeziehen.

Aber nun zum eigentlichen Thema, dem Mittelpunkt des Universums: Ich finde das Bild des Ballons extrem hilfreich, einfach um sich vorzustellen, dass
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">RüdigerK, 3.11. 15:34
Beim weiteren Auseinanderziehen entfernen sich alle Kleckse voneinander
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Was heisst nun das? Ganz einfach: Wo auch immer im Universum wir uns aufhalten, alles entfernt sich voneinander. Im Mittel entfernen sich alle anderen Galaxien von uns (ausser die nächsten, deren Eigenbewegung diesem Trend entgegenlaufen kann), und dies gilt für jeden Punkt im Universum! [kosmologisches Prinzip: Kein Punkt, bzw. keine Richtung im Universum sind bevorzugt, es ist homogen und isotrop] Es gibt also nicht so etwas wie einen gemeinsamen Fluchtpunkt (der "Mittelpunkt"), im Raum. Ich glaube viele Leute haben die Vorstellung von Galaxien die durch den Raum geschossen werden von der Materie-Explosion Urknall. Wenn man sich davon löst, und den Raum selber als expandierend (entsprechend dem Hefeteig, der sich nicht nur an seinem Rand ausdehnt) anschaut, wird das ganze einfacher.

Ich persönlich stelle mir die Oberfläche des Ballons als 3D Raum vor (etwas diffus[;)]), und die Richtung zum Zentrum des Ballons als die Zeitachse, und lebe nicht schlecht damit. Das Ganze bleibt natürlich immer nur eine Gedankenhilfe, ich jedenfalls habe mich damit abgefunden nur 3D denken zu können. S'gibt Schlimmeres[:)]