Wie groß ist das Universum und was war bevor es dieses Universum gab?
Hi, ich habe mich gefragt wie groß das Universum ist oder ob es vielleicht unendlich groß ist und was war bevor es dieses Universum gab, gäbe es einfach nichts wenn ja was ist "nichts"
5 Antworten
Raum und Zeit bzw. Materie und Energie sind nach der Urknalltheorie mit dem Urknall aus einer Singularität heraus entstanden. Was "vorher" war, lässt sich nicht definieren. Da die Zeit erst mit dem Urknall entstand, gibt es kein "vorher" im eigentlichen Sinn.
Das beobachtbare Universum ist im Radius rund 46 Milliarden Lichtjahre groß. Wie groß der Rest ist, entzieht sich unseren Kenntnissen. Das beobachtbare Universum misst mehr Lichtjahre als sein Alter in Jahren beträgt, weil es sich schneller als Licht ausdehnt.
Überlichtgeschwindigkeit ist tatsächlich möglich. Es bewegt sich ja nicht Masse durch den Raum, hier würde die Lichtgeschwindigkeit gelten, sondern das ganze Raum-Zeitkontinuum selber dehnt sich aus. Würde sich das All nicht schneller als das Licht ausbreiten, wäre das ganze Universum beobachtbar, was aber bekanntlich nicht der Fall ist.
Dass wir überhaupt soweit sehen können, mehr Lichtjahre als das Alter in Jahren beträgt, liegt daran. dass das Universum früher kleiner war und das Licht nicht wirklich von so weit her kommt.
Die gängigen Metriken des Universums sind die möglichen Lösungen der Feldgleichungen unter bestimmten Voraussetzungen (Homogenität und Isotropie*): positive Krümmung (wie eine Kugeloberfläche, endlich aber ohne Grenze), negative Krümmung (wie eine Sattelfläche, unendlich) und der Grenzfall, Krümmung null (wie eine Ebene, unendlich).
Der derzeitige Stand der Messungen deutet auf Krümmung null (sog. flaches Universum) oder auf ein extrem großes positiv gekrümmtes Universum hin. Sehen können wir ohnehin nur Objekte bis zum Partikelhorizont in ca 46 Mrd LJ Entfernung. Ein Ende im Sinne einer Wand gibt es in keinem Fall, und damit auch keinen "Raum außerhalb des Raumes, in den sich das Universum ausdehnt" - es dehnt sich einfach nur aus, und auch Unendliches kann sich ausdehnen, s. Hilberts Hotel.
https://www.youtube.com/watch?v=XTsaZRKx9UI
Mit der Singularität des Urknalls sind Energie und Masse entstanden, die Raum und Zeit erst aufgespannt haben (Mach'sches Prinzip). "vor dem Urknall" ist aber eine Zeitangabe, die also nicht gelten kann. Vor dem Urknall gab es kein vorher. Man kann allenfalls von der Zeit nach der Singularität und vor der Inflationsphase sprechen, aus der keine Strahlungsinformation vorliegt, und für die die Quantenfeldtheorie keine gültige Beschreibung hat.
Es gibt zwar Fans des Big Bounce, bei dem der Urknall Ergebnis der Kontraktion eines anderen Universums ist, aber Zeit als durchgehende Dimension kann das nicht überstehen, so wenig wie Information (volkstümlich ausgedrückt: es kann keine Uhr geben, die vor der Kontraktion losgelaufen ist und nun abgelesen wird. Es schwebt auch nicht ein an den Rändern angekohlter Zettel durchs Weltall, auf dem steht "es wird eng - viel Spaß im neuen Universum"), insofern könnte man nicht einmal behaupten, dass die Kontraktion VOR dem Urknall passiert ist, weil unser Begriff von Reihenfolge zeitabhängig ist. Anderes gilt für Penrose's "Conformal Cyclic Cosmology", bei der eine renormierte Abbildung der Unendlichkeit eines Universums auf die Punktförmigkeit des Urknalls des nächsten eine kontinuierliche Fortsetzung ermöglicht, und bei der die Expansion lediglich Eigenschaft eines von uns gewählten Koordinatensystems ist (ich kann nicht einschätzen, ob hier nur die Mathematik der Physik ans Bein pinkelt, indem sie ausnutzt was die Gleichungen ermöglichen, das bleibt weiterer Forschung vorbehalten).
*) diese Voraussetzungen werden möglicherweise durch aktuelle Beobachtungen sehr großer Strukturen (Big Ring, s. https://www.uclan.ac.uk/news/big-ring-in-the-sky etc) in Zukunft relativiert, dann wären auch noch andere Lösungen möglich.
Beide deine Fragen kann man anhand des aktuellen wissenschaftlichen Standes leider nicht beantworten. Wir können nur die Größe des beobachtbaren Universum bestimmen, wie hier ja schon angemerkt wurde.
die menschheit weiß nicht wie groß das universum exakt ist, da sie nur einen Teil davon beobachten kann -> 4,6508 x 10^10 Lichtjahre wären das
was davor war ist auch noch unbekannt. Aktuelle Theorien gehen davon aus das das universum immer wieder zwischen 2 Phasen wechselt, einer Phase in der es in sich zusammenfällt und eine Phase wo es rasant expandiert - letztere wird Inflation genannt.
ja aber man hat ja bereits hinweise gefunden das es mehrere Inflationen bisher gab. deswegen ist ist ein simples Entropiemodell nicht mehr ausreichend.
Nein, nach meinem Wissensstand hat man das nicht. Hast du eine Quelle dazu?
https://www.mpg.de/4693329/inflation-zyklen-multiversum
ist die genaueste die ich jetzt auf die schnelle finden konnte.
Genau, im ΛCDM-Modell wird auch davon ausgegangen, dass es im sehr frühen Universum eine Inflation gab. Wie in dem Artikel beschrieben, kann man sich ansonsten die Temperaturverteilung im kosmischen Mikrowellenhintergrund nicht erklären. Das heißt aber nicht, dass das Universum dafür zuvor zusammengefallen ist. Könnte sein, muss aber nicht.
das es mehrere Inflationen bisher gab
Wie kommst du darauf? Es gibt aktuell keine Beweise für ein zyklisches Universum.
das geht aus dem artikel hervor, es gibt Muster die sich in der Hintergrundstrahlung nicht anders erklären lassen.
gibt aber auch Punkte die sich damit nicht erklären lassen
Der Artikel ist von 2011.
Um zu entscheiden, welche der Theorien plausibler ist, brauchen wir ein noch detaillierteres Bild der Hintergrundstrahlung. Doch genau so ein Bild wird momentan vom europäischen PLANCK Satelliten aufgenommen, und die ersten Resultate werden für das Jahr 2012 mit Spannung erwartet!
Die neuen Daten haben hauptsächlich die Inflationstheorie gestützt.
versteh mich nicht falsch, ich schließe ein zyklisches Universum nicht aus. Aber so wie du das hier schreibst klingt es danach, als wäre das bewiesen.
Und das bisher am besten passendste Modell (ΛCDM) geht nicht davon aus.
naja, du schreibst, dass "aktuelle Theorien davon ausgehen".
Das hört sich zumindest für mich sehr irreführend an, wenn die gängigste aktuelle Theorie nicht davon ausgeht.
Ich wollte nur klarstellen, dass das eigentlich nicht die gängige Meinung ist. Nur eine von vielen Theorien. Alles in Ordnung.
und auch "aber man hat ja bereits hinweise gefunden das es mehrere Inflationen bisher gab. deswegen ist ist ein simples Entropiemodell nicht mehr ausreichend." klang mir einfach sehr danach.
Es gibt Hinweise auf ein zyklisches Universum und zwar die unzähligen energetisch-zyklischen Prozesse. Offenbar ist diese Zyklizität eine intrinische Eigenschaft des Universums und es ist sehr wahrscheinlich dass sich das Universum verhalten wird wie sein Inhalt, denn die energetisch-zyklischen Prozesse haben die Eigenschaft sich überzuordnen. Es gibt keinen Grund anzunehmen weshalb das Universum von diesem typischen Verhalten abweichen sollte. MfG
welche Prozesse meinst du?
Nein, man kann nicht aus Prozessen auf kleinen Skalen innerhalb des Universums auf das ganze Universum schließen.
Es gibt im Moment keinen Anhaltspunkt dafür, warum sich die beschleunigte Ausdehnung des Universums einfach plötzlich umkehren sollte.
Energetische Prozesse, die auf quantemechanischen, zyklischen Prozessen beruhen.
Woher möchtest du das wissen, dass ein Einzelprozess nicht dem Gesamtprozess entsprechen kann? Die fraktale Struktur des Universums ist nachgewiesen z. B. durch die Massendichtefraktale von Zwerggalaxien, Galaxien und Galaxienhaufen
Es geht nicht um den räumlichen Einzug, sondern um den dimensionalen Einzug.
es gibt kein davor, weil in unserem universum zeit und raum erst mit dem big bang begonnen hat...das beobachtbare unversum hat einen durchmesser von ca. 93 milliarden lichtjahren...das ganze unversum ist mindestens 250 mal grösser, nach schätzungen mehr als 23 billionen lichtjahre durchmesser...es könnte mehrere universen geben, oder auch ein schleifenuniversum, das immer wieder beginnt...das werden wir wegen dem kosmologischen horizont nie wissen...
Es gibt Theorien dazu, aber das beste Modell, was wir bisher haben (ΛCDM) geht davon aus, dass sich das Universum einfach unendlich lang weiter ausdehnen wird und dann einen "Kältetod" stirbt.