Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Stephen Hawking und seine Vorstellung - oder kann man das schon Theorie nennen? - was vor dem Big Bang gewesen sein könnte

https://www.youtube.com/watch?v=xVjtJb9xCpg

Viel Spaß beim Anschauen

:)

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Vor dem Big Bang gab es keine Raumzeit. daher können keine Aussagen getroffen werden, die Raum und Zeit betreffen.

Macht es ohne Zeit Sinn zu sagen, dass der Big Bang so und so lange gebraucht hat bis er im Raum expandiert ist?

Raum und Zeit sind erst mit dem Big Bang entstanden.

Das Video suggeriert, dass es etwas außerhalb der Raumzeit existiert, sonst könnte man die Entwicklung der Raumzeit nicht von außerhalb betrachten.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Ich habe eigentlich keine Lust, ausgehend von Videos nach den wissenschaftlichen Veröffentlichungen und deren präzisen Aussagen zu suchen. Andererseits muss man das tun, da die schönen Veranschaulichungen auch eine Fülle von unpräzisen und missverständlichen Botschaften vermitteln.

Physics describes evolution: it tells how, given some initial state, a system will look at later times. To describe the earliest moments of the Universe in quantum cosmology, we need to have some idea about the initial conditions, or "boundary conditions" at the beginning of time. One proposal, due to Hartle and Hawking, is that "the initial boundary condition of the Universe is that it had no boundary."
Popular books describe this proposal with varying degrees of accuracy. (See PBS's " Stephen Hawking's Universe" for a fairly good example.) By forgetting that the "no boundary proposal" is a quantum mechanical description, though, these popularizations can sometimes be misleading.
In particular, it's worth remembering that a quantum mechanical object does not have a unique, well-defined "history." For a particle, for instance, such a history would be a trajectory -- position as a function of time -- and would determine both the particle's position and its momentum at all times. But by the Heisenberg uncertainty relations, this cannot be done: we can never simultaneously exactly specify a particle's position and momentum.
The Hartle-Hawking "no boundary" proposal is based on the path integral, or "sum over histories," approach to quantum mechanics, in which a probability amplitude is computed by taking a weighted sum over all possible histories that lead from an initial condition (in this case, "nothing") to a final state. In a certain approximation, this sum is dominated by a "history" in which the Universe initially has a positive-definite metric -- thus the frequent references to "imaginary time." But neither this nor any other single history represents "the way the Universe really evolved."
(Carlip)

Knapp formuliert:

• der Ansatz behauptet nicht, dass irgendetwas außerhalb des Universum existiert
• der Ansatz führt nicht auf eine Raumzeit (so wie in der Quantenmechanik nicht von einer Trajektorie eines Teilchens die Rede ist)
• der Ansatz basiert auf dem Pfadintegralformalismus, der formal einer gewichteten Superposition überabzählbar unendlich vieler Raumzeiten entspricht (so wie das Pfadintegral in der Quantenmechanik der Summe über alle möglichen Trajektorien eines Teilchens)
• dies entspricht einem Wellenfunktional, das einer Klasse von Raumzeiten eine Wahrscheinlichkeit zuordnet, also die Wahrscheinlichkeit, dass eine Raumzeit in dieser Klasse von Raumzeiten liegt (so wie die Wellenfunktion in der Quantenmechanik einem Volumen die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens innerhalb dieses Volumens zuordnet)
• das Pfadintegral wird dabei mathematisch so definiert, dass die Raumzeiten per Konstruktion keine Ränder und somit keinen Urknall aufweisen
• das durch das Pfadintegral definierte Wellenfunktional ist eine Lösung einer (enorm vereinfachten) Schrödingergleichung für Geometrien, der sogenannten Wheeler-deWitt-Gleichung
• diese Schrödingergleichung definiert keine Zeitentwicklung; bei der Lösung handelt es sich um einen stationären Zustand ohne Zeit; die aus unserer Wahrnehmung vorliegende Zeitentwicklung folgt aus anderen Mechanismen
• in der vereinfachten Form reduziert sich das Wellenfunktional auf eine Wellenfunktion; diese ist um einen semiklassischen Zustand maximaler Wahrscheinlichkeit gepeaked; dieser Zustand entspricht einem Skalenfaktor; die Zeitentwicklung wird durch die Entwicklung bzgl. der Amplitude weiterer Felder ersetzt, die als "Zeitnormal" fungieren; diese Ansätze werden in unterschiedlichen Formalismen untersucht und führen auf die genannten semiklassischen Zustände entsprechend der Friedmann-Universen plus Quantenkorrekturen; letztere sind klein für kleine Werte der zusätzlichen Felder d.h. "große Zeiten", jedoch erheblich für große Werte der zusätzlichen Felder; im letztgenannten Fall kann man nicht mehr von "einer sehr wahrscheinlichen Raumzeit" sprechen sondern nur noch von einer echten Superposition unendlich vieler Raumzeiten zu allen möglichen Skalenfaktoren a > 0.

Aussagen zu “vor dem Big Bang” oder “außerhalb der Raumzeit” sind ungefähr so sinnvoll wie “nördlich des Nordpols”.

Hier die Originalarbeit

https://www.semanticscholar.org/pape...d24527423fcf21
Wave Function of the Universe
J. Hartle, S. Hawking
Published 15 December 1983, Physical Review D
The quantum state of a spatially closed universe can be described by a wave function which is a functional on the geometries of compact three-manifolds and on the values of the matter fields on these manifolds. The wave function obeys the Wheeler-DeWitt second-order functional differential equation. We put forward a proposal for the wave function of the "ground state" or state of minimum excitation: the ground-state amplitude for a three-geometry is given by a path integral over all compact positive-definite four-geometries which have the three-geometry as a boundary. The requirement that the Hamiltonian be Hermitian then defines the boundary conditions for the Wheeler-DeWitt equation and the spectrum of possible excited states. To illustrate the above, we calculate the ground and excited states in a simple minisuperspace model in which the scale factor is the only gravitational degree of freedom, a conformally invariant scalar field is the only matter degree of freedom and $\ensuremath{\Lambda}g0$. The ground state corresponds to de Sitter space in the classical limit. There are excited states which represent universes which expand from zero volume, reach a maximum size, and then recollapse but which have a finite (though very small) probability of tunneling through a potential barrier to a de Sitter-type state of continual expansion. The path-integral approach allows us to handle situations in which the topology of the three-manifold changes. We estimate the probability that the ground state in our minisuperspace model contains more than one connected component of the spacelike surface.

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Hi
Aber wo kam dann die Energie her für den Big Bang. (Energie Erhaltung)
Und genau genommen ist nur keine physikalische Aussage für die Zeit vor dem Big Bang möglich. Das heißt ja nicht das da nichts ist oder das da was gewesen ist. Wir können weder das eine noch das andere wissen.
Aber es gibt ja aussagen das der Big Bang cruncht und dann wieder bangt. In dem Fall währ vor dem Big Bang was gewesen.
Aber durch kausalität kann man ja in manchen Bereichen Rückschlüsse herleiten.
Ich hab mir da viel Gedanken drüber gemacht was vor der barionischen Materie gewesen sein könnte. Welche nachvollziehbar die Energie für den Big Bang produziert, den Raum und für Expansion des Raums sorgt. In einem so entstandenen System wird ERST die nötige Energie für Big Bang aufgebaut. Und dann gibt es auch keinen Konflikt mit naturkonstanten bei der Raum aus Dehnung
Singularitäten sollte man ja terminieren. Glaube ich.
Lg tr

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Gute Frage. Ausgeborgt?

Irgend wann wird man die Energie zurück geben müssen, vielleicht in einem schwarzen Loch;)

https://m.tagesspiegel.de/wissen/vor....google.com%2F

Macht auch keinen Sinn wenn es kein Zeit und keinen Raum gab.

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In einem expandierenden Universum gilt der Energieerhaltungssatz nicht.

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Nein hab 1-2 Zeitungen Bücher und Videos gesehen… da wurde sowas angedeutet.

entweder das oder ein omnipräsentes Inkasso Büro. Oder ganz verrückt… das schwarze Loch (die raumzeit ) hat es aufgestaut




Bei der Zeit bin ich bei dir!
Aber warum soll der Raum nicht schon da gewesen sein?
Oder im Vorprogramm entstanden. Das verbietet das Standard Model ja glaube ich nicht.
Lg tr

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Das Universum ist einzige perfekte geschlossene System. Außer Schwarze Löcher zählen nicht zum Universum. Wo kommt neue Energie oder wohin geht Energie verloren ?

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Geschlossenes_System

Warum sollte das Energieerhaltungssatz nicht gelten?

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Wir sind doch in einem expandierenden Universum.
Und haben den Energie erhaltungswürdig satt.
Könntest du deine Aussage bitte kurzgehalten präzisieren?

Danke tr
Ps tut mir leid das ich mal ein hallo oder danke usw vergesse

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Die Präzisierung ist leider sehr mathematisch.

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Das funktioniert an logischstem… wenn das geschlossene System die Energie selbst erzeugt. Pepito mäßig
Lg

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Aua :)
Nur weil ich es nicht formulieren kann heißt es nicht das ich einer Formulierung null folgen kann. Konnte der faraday glaub ich aber auch nicht.
Ich bin mir natürlich bewusst das du es so kryptofezieren könntest das…
Aber so seid ihr beiden nicht :)
Über die Foren verteilt ist eure Kommunikation durchgehend verständlich und fair.

Aber eine Frage vom mir.
Verbietet das Standard Model das der Raum vorher existent war?

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Die Voraussetzung für die Energieerhaltung ist die Invarianz unter Zeittranslationen. Aus einer derartigen Symmetrie folgt nach dem Noethertheorem eine Erhaltungsgröße, aus der Verletzung der Symmetrie eine Verletzung des Erhaltungssatzes.

Nun gilt in einem expandierenden Universum jedoch keine Invarianz unter Zeittranslationen, und damit folgt auch keine Energieerhaltung.

Formuliert doch mal die klassische Bewegungsgleichung für eine krabbelnde Ameise auf einem expandierenden Gummituch; die Energie der Ameise ist nicht erhalten.

(bei der Ameise könnt ihr argumentieren, dass die Energie erhalten ist, wenn man die Energie des Gummituchs und die hineingesteckte Energie berücksichtigt; diese Argumentation funktioniert im Falle des Universums nicht; das können wir im Anschluss diskutieren).

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Wenn das expandierenden Gummituch ein Luftballon ist, der aufgeblasen wird, dann kann man dies nicht mit dem expandierenden Universum vergleichen.

Damit der Ballon expandiert, muss der Ballon aufgeblasen, dabei wird Materie von außen zugeführt, oder die Luft im Ballon erwärmt werden, wobei in diesem Fall Energie zugeführt werden muss.

Fazit: der Luftballon ist kein geschlossenes System!

http://www.schattenblick.de/infopool.../npast132.html

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Das Universum ist eine, expandierende vierdimensionale Kugel. Die Oberfläche dieser Kugel ist der Raum, die Zeit ist der Radius (alle vier Achsen der Raumzeit stehen orthogonal aufeinander). Mit der Zeit nimmt der Radius zu, damit wird zwangsweise auch der Raum größer.

Zum Big Bang war die Zeit=0 und damit auch der Radius. Ist der Radius 0, dann muss auch das Volumen und die Oberfäche der Kugel 0 sein. Damit hat zum Big Bang auch kein Raum existiert.

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Deswegen schrieb ich

Aber das Problem mit der Ameise auf dem Gummituch kann man als geschlossenes System formulieren. Das Problem ist nicht die Offenheit, sondern die fehlende Zeittranslationsinvarianz.

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Ja wie bei dem fahradreifen der kälter wird entzieht die kos. Konstante Energie.
Aber als Gegenfrage… was soll denn da wärmer werden wenn da nichts ist was barionisch reagiert? Die Frage ist ist es kosmologisch relevant?
Oder dem Konzept angepasst
Es ist unrelevant wenn jemand behauptet das der Raum schon da war.
Oder das es ihn Milliarden Jahre gab…
Denn er’s als die Zeit/Energie dazu kam wurde es coexistent/verbunden.

Was aber Energie entzogen bekommen würde, währ doch die Energie vom urknal?das währ pure Hitze, aber was soll im Raum barionisch reagieren also ist die Energie trotz dem Wunder erhalten?

Sorry schreib mir Handy und wenn mich das System abmeldet löscht es alles geschriebene…
Dauert also etwas wegen Faulheit und Dummheit bei mir :)

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Ja das Universum produziert doch permanent Energie.
Abstrakt schwarzkörperstralungs technisch ein Überschuss. Das System bindet in der Expansion dMaterie, der Überschuss verbleibt im System und macht da irgend was :) barionisch Wechselwirkung zum Beispiel

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Ihr könnt natürlich irgendwelche Überlegungen anstellen, oder die o.g. Rechnung durchführen und euch davon überzeugen, was das eigtl. Problem ist.

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Dann interpretiere ich die Zeit falsch!
Für mich ist es die Wahrnehmung bzw. Wechselwirkung mit dem Raum durch Maße/Energie (durch Präsenz) beeinflusst wird. Wie die Uhr bei großer Maße halt langsamer läuft. Existenz nur mit Energie, keine Zeit ohne Existenz halt

Aber es wird wahrscheinlich genau so benötigt um die jetzige Position der Sterne zu erklären
Ergo der urknall kann die Verteilung der Systeme nur erklären wenn der Raum mit wächst?

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Geku?
Welche Rechnung meint er? 🙄

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Urknall Model ist bekannt ��
Da ich ein etwas anderes Konzept im Kopf habe. Fallen mir nicht immer alle wiedersprüche sofort auf.

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Die hier:

(das Problem kann mathematisch als abgeschlossenes System modelliert werden, d.h. die Verletzung der Energieerhaltung stammt ausschließlich aus der Verletzung der Invarianz unter Zeittranslationen)

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Ach so
Die Rechnung

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Über diesen Punkt werde ich mich noch schlau machen. Danke!

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Es ist eine Annahme auf Bezug der verschiedenen Symmetrien- im Vergleich zu einem Fahrrad Schlauch… der ja kalt wird beim Luft ablassen.
Also bezieht die Raum Ausdehnung waerme aus der Umgebung.
Das währ bei nem schwarzen Loch und dem Maße Überschuss aber auch unnötig,
Weil die maximalkompremierten Teilchen sich da garnicht bewegen können um auch nur irgendwie barionisch Wechsel zu wirken.
Ja damit kann man eine Diskussion beenden.
Genau so wie die Diskussion über einen vorher entstandenen raum(einer Basis)
Wenn die Singularen Wunder den nicht erlauben.
Ich Trau mich garnicht zu erwähnen ob einer vom euch sich mal gefragt hat ob das überholt ist, bzw ob man ein nachvollziehbareres Konzept in Frage kommt
Ein spiegelsymetrisches Konzept währ perfekt 👌🏻
Was die unendlichkeiten handelt eventuell naturkonstanten verbindet und die Gravitation mit der Kern Kraft verbindet :)
Ich kenn da wen der hat vor 10 Jahren ein Konzept erstellt was 4 eingetroffene Vorhersagen gemacht hat .
https://youtu.be/MyOZbZ6nROQ

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Der kann auch sagen wo der Fehler im Standard Model ist und wie er zustande gekommen ist
Lg tr

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Siehe z.B. hier: http://www075.zimt.uni-siegen.de//pdf/noether.pdf

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Dank!

Es wird ein bisschen dauern, bis ich das behirnt habe. Das schätze ich an diesem Forum, dass man immer etwas von anderen dazu lernen kann. Gute Links sind hier besonders geeignet.

PS: man kann nicht alles wissen, aber schlimm ist es beratungsresistent zu sein. Nochmals herzlichen Dank!

http://www.schattenblick.de/infopool.../npast132.html

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Ich hab das hier kosmologische Expansion - Ameise auf einem Gummiband anhand eines Spielzeugmodells vorgerechnet.

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Auch dafür hat die CFS Theorie von Herrn Finster eine (erweiterte Noether-Theorem) Erklärung (ja die CFS Theorie ist sehr umfangreich).
Ob damit nun die Energieerhaltung bei der Expansion gilt oder nicht kann ich aber nicht beurteilen.

https://arxiv.org/abs/1506.09076v2

Einleitung übersetzt mit Google, publiziert 2015:
"Die Verbindung zwischen Symmetrien und Erhaltungssätzen, wie sie das Noethersche Theorem herstellt, wird auf den Kontext kausaler Variationsprinzipien und kausaler Fermionensysteme ausgedehnt. Verschiedene Begriffe kontinuierlicher Symmetrien werden eingeführt. Es ist bewiesen, dass diese Symmetrien zu entsprechenden Erhaltungsgrößen, ausgedrückt durch sogenannte Oberflächenschichtintegrale, führen. In einem geeigneten Grenzfall bilden die Noether-ähnlichen Theoreme für kausale Fermionensysteme die Ladungserhaltung und die Erhaltung von Energie und Impuls im Minkowski-Raum nach. Somit stellen sich Ladungserhaltung und Energie-Impuls als Spezialfälle allgemeiner Erhaltungsgesetze heraus, die kausalen Fermionensystemen innewohnen."

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

So ich habe mal wieder ein paar Tage nachgedacht. Im speziellen zur hier angesprochenen Expansion des Universums und der Verletzung des Energieerhaltungssatzes durch die Expansion. Der Artikel von Spektrum war da sehr gut und verständlich.

Das steht ganz unten, quasi als Fazit:
"Letzten Endes umgibt also kein Rätsel den Energieverlust der Photonen: Die Energien werden von Galaxien aus gemessen, die sich voneinander entfernen, und die Energieabnahme ist nur eine Frage des Standpunkts und der Relativbewegung. Als wir zu klären versuchten, ob die Energie des ganzen Universums erhalten bleibt, stießen wir an eine fundamentale Grenze, denn wir können der Energie des Universums keinen eindeutigen Wert zuweisen. Darum verletzt das Universum den Energieerhaltungssatz nicht; vielmehr liegt es jenseits von dessen Geltung."

Somit ist ein klare Verletzung des Energieerhaltungsatzes gar nicht so klar, wie hier im Beitrag geschildert wurde. Gerade der letzte Satz wirft große Fragen auf.

Woran wurde eigentlich festgemacht, dass im Universum zu jeder Zeit die gleichen unveränderlichen physikalischen Gesetze gegolten haben?
Das würde mich echt mal interessieren. Oder ist das eine Annhame, Aufgrund von...?

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Hubble ist davon ausgegangen, dass die Rotverschiebung durch die Ausdehnung des Universums entsteht. Durch diese Expansion nimmt auch die Energiedichte ab.

Wird die Energie vielleicht in die Expansion gesteckt?

https://www.heise.de/hintergrund/Mis...b-global-de-DE

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Was ist, wenn dann doch der Raum nicht nur expandiert, sondern tatsächlich an Inhalt (Raum, Energie) zunimmt. Dann würde das Beispiel mit dem Gummiband und der Ameise genauso gelten. Sie müsste so einen längeren Weg laufen. Die Energie, welche die Ameise für das laufen auf der Strecke benötigt, bleibt dabei aber unangetastet, sie wird nur auf die zusätzliche Streckung des Gummibands "verteilt". Im Vergleich zum Licht kann nur die Wellenlänge größer werden, denn die Lichtgeschwindigkeit selber ist ja tatsächlich in allen Inertialsystemen gleich. Das Licht benötigt dennoch aber längere Zeit, da es sich durch den gestreckten und somit längeren Raum bewegen muss.

Im großen und ganzen ist doch aber das Prinzip eines abgeschlossenen Systems (Universum) verletzt. Entweder das Universum verliert an Energie und/oder es gewinnt gleichzeitig mehr Energie hinzu. Die Frage ist doch nicht unbedingt warum das Universum expandiert. Die große Frage ist warum die Expansion sich dabei noch beschleunigt, was ja auf einen Energiezuwachs hindeutet, was mich dann wieder zu einem fallenden Ganzen führt. Denn nur dort würde stetig die Energie anwachsen, je näher sich die Fallgeschwindigkeit c annähert. Das müsste dann aber immer langsamer vonstatten gehen, da es ja eine Annäherung ist. Was aber wenn dennoch der Energiezuwachs durch die steigende Fallenergie noch zusätzlich zu einem weiteren Energiezuwachs gesteigert wird und somit die Expansion beschleunigt wird.

Wenn unser Universum in einem schwarzen Loch eines "Mutteruniversums" existiert, so wäre es doch nicht undenkbar (wenn da ganz klar etwas dagegen spricht, bitte benennen), dass im Kern des schwarzen Lochs stetig neue Energie in das Universum hineinfließt. Sozusagen mit einem gewissen Druck, welches vielleicht der dunklen Energie entsprechen könnte. Die Materie/Strahlung/Energie die in die Singularität des schwarzen Lochs fällt, würde doch sehr wahrscheinlich zu der supersymmetrischen Urkraft des Universums bzw. des BigBangs "zerissen" werden. In der Singularität existiert aber eine, durch die ART und SRT extrem gedehnte, neue Raumzeit. Wenn das schwarze Loch an Masse im Laufe des Lebens gewinnt, so steigt auch die Gravitation der ART des schwarzen Lochs immer weiter an. Die supersymmetrische Energie würde Aufgrund der Dehnung der Raumzeit dekomprimiert/abgekühlt und somit die (Super)Symmetrie gebrochen werden. Genau das, was man seit dem BigBang sieht. Die Energie dekomprimiert sich vom reinen energetischen Zustand in einen komprimierten "reinen" materiellen Zustand.

Ich glaube irgendwie auch dass das Wesen der dunklen Materie ganz entscheidend sein könnte, ob die Energie des Universums erhalten, gesenkt oder sogar gesteigert werden würde. Da ja aber bisher keiner sagen kann, was genau diesen vielfach größeren Löwenanteil an Materie im Universum verursacht, ist doch eigentlich vieles in Frage zu stellen und fast nichts ist in Stein gemeißelt.
Das ist ja keine Neuigkeit, denn echte Beweise gibt es in der Physik ja sowieso nicht, wie ich gelernt habe.
Für mich kommt immer noch stark in Frage, dass die gesamte Raumzeit alles ist aber eben nicht fix oder "nur" durch ART/SRT beeinflusst.
Vielleicht fließt die gesamte Umgebung eines schwarzen Lochs in dessen Singularität (durch das Fallen von alles) hinein und ständig fließt neue Energie aus dem Mutteruniversum nach. Die Bewegungen der Materie und auch die dunkle Energie könnten dadurch ihren Ursprung finden. Eine Kraft zusätzlich zur ART und SRT, welche nur scheinbar eine zusätzliche (dunkle) Materie entspricht. Durch die ART/SRT des schwarzen Lochs wird die, im Vergleich zum Universum, wenige Energie dieses schwarzen Lochs so stark quantisiert, dass auf der anderen Seite ein Universum von fast unendlicher Ausdehnung entsteht.

Ja ich weis, zu viel könnte, hätte, würde drin...trotzdem macht es, zumindest mir, spaß darüber nachzudenken und zu philosophieren. :)

Mittlerweile glaube ich an mindestens folgende fundamentalen prinzipien:
1. das kausale Wirkungsprinzip tatsächlich in allen Systemen gilt
2. c konstant und damit weder zu zusätzlichen Relativgeschwindigkeiten addiert, noch subtrahiert werden kann
3. die Raumzeit, selbst in Abwesenheit von jeglicher Energie, aus "etwas" und quantisiert aus einzelne Raumzeitpunkte existiert. Somit ein eigenes physikalisches System ist
4. Die Energie eines physikalischen Systems zumindest im gleichen Maße erhalten bleiben muss, um Milliarden Jahre existieren zu können, um somit eine Grundlage für eine Expansion (warum auch immer) zu schaffen

Allein mit diesen "Festlegungen", welche ja nicht so sehr realitätsfern zu sein scheinen, ergeben sich jede Menge Möglichkeiten, welche weit über die Standardmodelle hinausreichen, diese aber gleichzeitig einschließt (zumindest Standardmodell der Teilchenphysik) oder darüber hinaus Theorien jenseits vom Standardmodell nicht ausschließt (z.B. Stringtheorien, Schleifenquantengravitation).
Beim Standardmodell der Kosmologie bin ich mir da nicht so ganz sicher, ob es wirklich komplett die Realität beschreibt.


Ich mein selbst wenn man ein Multiversum vollkommen ausklammert, so muss doch die Energie des BigBangs und des daraus folgenden Universum irgendwo herstammen.
Klar wäre ein "bouncing" des Universums denkbar aber es ist schwierig zu erklären, warum es sich erst beschleunigt ausdehnt und am Ende wieder in einen einzigen Punkt zusammenfallen sollte. "Wozu" dann die supermassiven schwarzen Löcher, welchen gleiche Eigenschaften zugeschrieben werden, wie der Singularität aus der der Big Bang entsprang.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Soviel zu lesen


Auszug aus Geku's letztem Link: https://www.heise.de/hintergrund/Mis...b-global-de-DE

"Zwar gibt es gemäß der Relativitätstheorie kein absolutes Bezugssystem, das aus Sicht aller anderen Systeme übereinstimmend in Ruhe verharrt. Man kann vielmehr jedes beliebige Objekt als ruhenden Bezugspunkt für alle anderen festlegen und die Geschwindigkeiten aller anderen Objekte relativ zu diesem einen Objekt bestimmen. Die Rotverschiebung der kosmischen Hintergrundstrahlung bildet hierbei ein im gesamten Universum verfügbares, ausgezeichnetes Bezugssystem, relativ zu welchem man seine Geschwindigkeit überall leicht feststellen kann: Man ist genau dann in Ruhe zur Hintergrundstrahlung, wenn diese in jeder Richtung dieselbe Rotverschiebung und damit dieselbe Temperatur hat. Das trifft für die Erde zu, wenn man ihre Bewegung um die Sonne sowie deren um die Milchstraße subtrahiert, und ebenso die Bewegung der Milchstraße aufgrund der Gravitation des benachbarten Superhaufens abzieht. Es geht hier um ein paar hundert km/s, sprich, Peanuts."

Ist das ein validierter Fakt oder kann es das nicht falsifiziert werden?
Das würde ja bedeuten, dass das Universum ohne die Bewegungen der Materie an jeder Stelle still stehen würde. Gibt es dazu mehr im Internet? Beim galaktischen Superhaufen bleibt es ja nicht, denn die Superhaufen bilden ja wieder größere Strukturen, bis hin zu einem Universum, an dem die Materie "eng beieinander liegt" und zwischen den Materiestrukturen vielfach größere Distanzen mit "freier" Raumzeit liegen. Trotzdem hat das Universum mit all seinen Galaxien eine gesamte Gravitation, welche auf jede Materie wirkt (sozusagen als Mittelwert).
Irgendwie kann ich daran nicht glauben, da ja die Expansion selber eben nicht durch die Eigenbewegungen der Galaxien entsteht, sondern weil der Raum sich, wie auch immer, durch die Expansion vergrößert.
Wobei eine durchsichtige, fließende Raumzeit sich ja vielleicht gar nicht auf die Rotverschiebung des Lichts auswirken würde oder könnte die Raumzeit da auch einen Einfluss haben? Wenn die Materie auf der Raumzeit "reiten" und so mit ihr mitgezogen werden würde, dann wären das ja auch die Bewegungen, die abgezogen wurden.

Wie kann es eigentlich sein, dass wir die gleichen maximalen Entfernungen im Universum in allen Richtungen messen, mit ca. 13-14 Milliarden Lichtjahre? Wie können wir im Zentrum eines Universums sein, wie groß ist dafür eine Wahrscheinlichkeit?
Oder sind die maximalen Entfernung immer 13-14 Milliarden Jahre, egal an welchem Punkt im Universum ich mich befinde?
Wenn das Licht der Hintergrundstrahlung seit dieser Zeit zu uns unterwegs ist, so muss man doch eigentlich davon ausgehen, dass das Universum viel größer ist, denn wir sehen die Hintergrundstrahlung, wie sie vor 13-14 Milliarden aussah. bis an den Anfang des Universums kann doch eigentlich auch gar nicht geschaut werden, denn das Licht muss schon lange das Universum durchquert haben.

Ich bin etwas ratlos und würde es super finden, wenn mir da jemand ein paar antworten geben könnte.
Ich versuche etwas zu finden, was ein fraktales Multiversum, wie ich es mir vorstelle, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ausschließen würde. Es scheint mir der einzige Weg zu sein, um ein für oder weder mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu benennen. In erster Linie für mich, denn wenn etwas sehr unwahrscheinlich ist, dann lohnt es nicht Energie dafür aufzuwenden. Mir kommen dabei so einige Fragen auf. Die wahre Natur hinter der Expansion des Universums könnte einige Dinge zum stehen oder zum fallen bringen. Wahrscheinlich würde es dann aber auch wieder nur neue Fragen aufwerfen. :)

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Da hast du etwas falsch verstanden.

Vergiss mal irgendwelche expandieren den Raumzeiten und ähnliche Komplikationen. Stell dir stattdessen vor, du befindest dich in einem mit normaler Atmosphäre gefüllten riesigen, abgeschlossenen Raum – so groß, dass du keine Wände erkennen kannst. Außerdem gebe es außer dir keine weiteren Gegenstände, bezüglich derer du eine Bewegung feststellen kannst. Wann befindest du dich in Ruhe? Wenn du von keiner Seite Wind verspürst.

Nicht anders verhält es sich mit der Bewegung der Erde relativ zur kosmischen Strahlung.

Die Analogie bleibt aus deiner Sicht als Beobachter sogar dann gültig, wenn der Raum sich ausdehnt und die Atmosphäre dünner wird.

Was meinst du damit? Das und einiges weitere ergibt keinen Sinn.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Aber wird dann nicht ein wesentlicher Teil einfach außen vorgelassen? Ich verstehe dein Beispiel mit dem Wind aber die Expansion des Universums ist ja real.


Hmm ich habe mich auf den Satz "Man ist genau dann in Ruhe zur Hintergrundstrahlung, wenn diese in jeder Richtung dieselbe Rotverschiebung und damit dieselbe Temperatur hat." bezogen.
Ich dachte abzüglich der danach genannten Eigenbewegungen der Materie bedeutet es, dass das gesamte Universum stillsteht.

Was ergibt noch keinen Sinn?

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Du hast recht, aber stell das nochmal kurz zurück.

Wenn du dich in dem großen Raum bewegst, spürst du Wind; wenn du stillstehst nicht.

Das gilt sowohl für den expandierenden Raum als auch für den nicht-expandierenden.

D.h. zum einen kannst du immer deine Bewegung gegenüber der Raumluft feststellen, egal ob der Raum expandiert oder nicht, und zum anderen kann sich der Raum ausdehnen und die Luft dünner werden oder auch nicht, ganz egal, ob du da bist oder nicht, oder ob du dich bewegst oder nicht.

Beides ist voneinander unabhängig.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Ok, also kann man über diesen Weg nicht auf den Ursprung der Expansion schließen. Dennoch dieser "Logikfehler" der Verletzung der Energieerhaltung mit scheinbar andauernden Verlust von Energie. Diese dann aber eigentlich doch nicht verloren ist, weil die Gesamtenergie des Universums sowieso nicht ermittelt werden kann, da zu viele Faktoren eine Rolle spielen. Klingt wieder nach einem komplexen System.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Es gibt keinen Ursprung im Sinne eines Ortes oder Zentrums. Jeder ruhende Beobachter sieht um sich herum die Expansion so, wie wenn sie von ihm als Zentrum wegführen würde; aber da das jeder so sieht, existiert kein ausgezeichnetes Zentrum.

Der Fehler steckt in den zu simplen Ideen, wie man die bekannten Konzept der Energie und deren Erhaltung auf eine gekrümmte und expandierende Raumzeit übertragen möchte.

Zunächst wird das Konzept des „Energieinhaltes eines Raumbereiches“ mathematisch problematisch. Darüberhinaus geht bei der Expansion eine Voraussetzung des Energieerhaltungsatzes verloren.

Es gibt jedoch eine eher abstrakte jedoch streng gültige Aussage zur gemeinsamen und lokalen Erhaltung von Energie- und Impulsdichte. Mathematisch ist damit alles konsistent, nur eben nicht mehr so anschaulich.


Man kann sich ja mal die Energie eines Photons der kosmischen Hintergrundstrahlung ansehen. Diese ist homogen und isotrop, d.h. sie sieht orts- und richtungsubsbhängig überall gleich aus. Dabei muss man jedoch zusätzlich voraussetzen, dass die Beobachter relativ zu ihr ruhen (andernfalls siehe oben … der Wind im geschlossenen Raum). Gegeben seien zwei derartige Beobachter 1 und 2, die am Ort der Entstehung 1 bzw. der Messung 2 eines Photons diesem die Energie E1 bzw. E2 zuordnen. Aufgrund der Expansion ist E2 < E1; man spricht von Rotverschiebung. Diese kann man recht leicht aus der Expansion berechnen. Insgs. ist das mathematisch völlig ok, die Problematik ist lediglich die, dass man meint, Energieerhaltung sei ein universell gültiges Dogma, ohne zu beachten, dass sie an Voraussetzungen geknüpft ist.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Ok, das hab ich verstanden. Danke für die Erläuterungen.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Wenn man auf der Erde, egal wo man steht, in die Ferne blickt glaubt man den Horizont überall in der gleichen Entfernung zu sehen. Man steht deshalb nicht im Mittelpunkt.

Wenn man einen Ballon aufbläst, dann entfernt sich auf der Gummihaut, jeder Punkt von jedem. Und je weiter der Punkt entfernt ist umso schneller. Jeder auf der Gummihaut glaubt im Mittelpunkt zu stehen. Jeder sieht nur bis zu seinem eigenen Horizont und stellt sich die Frage wie es dahinter weiter gehen mag.

Was der Beobachter in seiner 2 dimensionalen Welt (Gummihaut) nicht sieht ist die Krümmung seiner Welt in der nächsten Dimension. Wenn sich die Gummihaut ausdehnt könnte diese Dimenson auch die Zeit sein.

Der wahre Mittelpunkt ist dann der Beginn der Raumzeit. Trotzt der Ausdehnung ist jeder Punkt im Gummihautuniversum ein Teil dieses Mittelpunkts geblieben. Der Mittelpunkt hat sich nur in wundersamer Weise auf der Gummihaut vervielfälltigt und ist zur Fläche geworden.

Auf unsere 3 dimensionale Welt umgelegt könnte man sagen: jedes Stückchen Raum ist aus dem Punkt des Urknalls entstanden. Jeder kann in Richtung des Punktes schaun, man muss dabei nur in die Vergangenheit blicken.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Danke, dass du das Beispiel noch anführst.

Mathematisch wird die dritte Dimension weder benötigt und noch verwendet, weder um die Krümmung der Ballonoberfläche zu beschreiben, noch deren Expansion „in die dritte Dimension hinein“.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Kannst du das näher erleutern. Ich hätte gerne die Grenzen des Ballonmodell durchschaut.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Mit Urknall ist der heiße dichte Anfang gemeint (kein Punkt) und wird - gemäß Standardmodell der Kosmologie - bezogen auf das beobachtbare Universum mit der Größe einer Melone verglichen.
Der Punkt ist ein Artefakt der Theorie.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Ok aber wir befinden uns hier ja jenseits des Standardmodells. Es ging ja im Grunde darum, ob es wissenschaftlich sinnvoll sein könnte das Universum räumlich von außen und zeitlich davor zu betrachten.

Ich bin lange Zeit vom Anfang der Raumzeit im Urknall ausgegangen. Als ich mich mit der Welt der komplexen Systeme intensiver befasste, kamen mir aber Zweifel auf. Aktuell konnte mir noch keiner einen Grund nennen, warum nicht vor dem Urknall schon eine Raumzeit existiert haben könnte. Die komplexen Systeme sind allgegenwärtig aber meist nicht sehr offensichtlich. Wenn ich über die Realität nachdenke, dann erscheint mir diese aber mittlerweile wie ein einziges großes komplexes System.

Warum spielen die komplexen Zahlen im Makrokosmos kaum eine Rolle und genau zur "kleinsten Grenzen" des Mikrokosmos ist eine Beschreibung ohne gar nicht denkbar. Es verhält sich ähnlich wie mit den Relativitätstheorien und der Quantenmechanik, denn die Quantenmechanik ist mit ihren Wellenfunktionen absolut den komplexen Zahlen bzw. besser noch den vierdimensionalen Quaternionen zuzuordnen. Die betreffenden physikalischen Gesetze sind in einer höheren Ordnung von Dimensionen angesiedelt. Dabei ist die Algebra der Quaternionen nicht identisch zur reellen Algebra des Makrokosmos.

Die String- bzw. M-Theorie ist in den hyperkomplexen und achtdimensionalen Oktonionen beheimatet.

Die nächst komplexeren Zahlen mit insgesamt 16 Dimensionen, die Sedenionen sind mathematisch schon definiert aber man hat noch keine Anwendung gefunden. Mittels Verdopplungsverfahren können immer weitere Zahlensysteme mit immer doppelt so viele Dimensionen wir vorher gebildet werden. Die Algebra weicht dabei immer weiter von der reellen Algebra ab, je höher die Dimensionen sind. Die Naturgesetze dieser Systeme differenzieren sich sozusagen immer weiter vom Bereich der reellen Zahlensysteme.

Wenn das Universum selbst aus Teilmengen besteht, warum sollte es nicht auch selbst eine Teilmenge einer größeren Menge sein, welche dann selbst wieder eine Teilmenge einer noch größeren Teilmenge ist, usw.
Das wäre eine sich unendlich wiederholende Selbstähnlichkeit und ergibt am Ende ein "multiversales" Fraktal. Alles was sich darin befindet, ist ein Teil dieses einen großen Fraktals.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Dass es diesen heißen und dichten Anfangszustand gab, läßt sich kaum bestreiten. Und den nennt man Urknall. Dieser wiederum markiert das Ende der sog. Inflation, für die es indirekte Belege gibt. Aber von dort weiter zurück in der Zeit wird immer spekulativer und wir sind bei der Theorie der ewigen Inflation. Kann sein, kann nicht sein. Und dann ist es nicht mein Ding, darüber zu räsonieren.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Um den heißen Anfangszustand unseres Universums geht es mir nicht. Ich glaube an den Big-Bang, genauso wie du. Dennoch wird ja selbst der BigBang in machen Kreisen als unwissenschaftlich angesehen, da er anscheinend aus dem nichts entstanden ist.

Es ist müßig darüber nachzudenken was sein könnte. Dennoch macht es vielleicht Sinn, denn wenn in unserem Universum die Bedingungen in den supermassiven Schwarzen Löchern, den Bedingungen während der Urknall-Singularität gleich kommen, so finde ich das dies ein nicht wenig gewichtetes Argument, eben für eine Verschachtelung ist. Dass die ART/SRT gemeinsam bei einer supermassiven Singularität, durch nahezu unendlich komprimierter und gleichzeitig nahezu mit Lichtgeschwindigkeit fallender Energie eine neue, von Annäherungen getrennte Raumdimension "erschaffen" kann, erscheint zumindest mir als nicht so ganz abwegig.
Zumal Verschachtelungen in der Physik ja nichts unbekanntes sind.

Die Standardmodelle sind ja nur Standard, weil sie am besten auf Beobachtungen und Experimente zutreffen, welche bisher durchgeführt werden konnten und somit mit einer gewissen hohen Wahrscheinlichkeit richtig sind. Aber da beißt der Hund sich in den Schwanz, denn genauso wissen ja alle, dass die Standardmodelle eben nur einen Teil darstellen, da wesentliche Phänomene nicht mal ansatzweise erklärt und darum als dunkel benannt werden.

Ich glaube der dunklen Materie und Energie kann man erst einen richtigen Namen geben, wenn das Universum als ein großes Ganzes betrachtet wird. Dahinter steckt eine der oder sogar die größte Frage überhaupt. Nämlich warum ist das alles entstanden? Das hat sich bestimmt schon jeder Mensch mindestens einmal gefragt. Ja es ist Metaphysik und Philosophie aber Innovationen entstanden sehr oft erst durch philosophische Denkansätze, welche den Horizont erweiterten.

Nur was man sich vorstellen kann, kann auch untersucht werden.
Man kann ja auch kein Bild malen, wenn man sich das Motiv dazu nicht vorstellen kann. Das kann mitunter an Desinteresse, Ignoranz oder auch die Unfähigkeit liegen, sich etwas bestimmtes vorstellen zu können.
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Auf der anderen Seite gebe ich dir recht, denn in unserem Universum gibt es so noch genügend andere Rätsel zu lösen, bei denen wenigstens irgendwann eine Chance bestehen könnte, diese experimentell zu untersuchen.

AW: Stephen Hawking: Vor dem Big Bang
 

Anscheinend nicht aus aus dem Nichts, sondern als Endprodukt der Inflation, google "inflation reheating".
Im SL und beim Urknall ist die Materie hochverdichtet und ihr Zustand nicht bekannt. Ganz und gar nicht vergleichbar sind jedoch die Raumzeiten, FLRW vs. Schwarzschild. Verschachtelung? Schwarze Löcher in der FLRW Raumzeit haben eine lokal andere Geometrie. Ich sehe nicht, was es da hinein zu geheimsen gibt.