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THEMA: Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang?

Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 18:01 #9177

  • Torge
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So ein tolles Forum und wahnsinig interessant und gut gemachte Videos! Danke erst einmal dafür!

Jetzt meine Frage:

Ich finde die Theorie der Quantenfluktuation, die zum Big Bang führt, bestechend. Aber in dem Zusammenhang höre ich immer öfter, dass die gleiche Temperatur der Hintergrundstrahlung bedeutet, dass die Materie mal in einem kausalen Zusammenhang gestanden haben muss und das dann die kosmische Inflation nötig macht, weil: "Warum weiß sonst die Matiere an einem Ort, wie warm es an dem anderen ist"

So sehr mir der Rest der Theorie einleuchtet, dieses spezielle Argument empfand ich immer als schwach.

Wenn wir davon ausgehen, wie auch immer, dass das Universum überall zum gleichen Zeitpunkt mit den gleichen uns bekannten Naturgesetzten und voraussetzungen entstanden ist - wie ein Aquarium, in dem das sichtbare Universum eine irgendwo im Aquarium verortete Sphähre darstellt - warum sollte es nicht auch überall ähnlich entwickeln und auch überall die gleiche Temperatur haben?

Darum ist dieses Argument für mich nur ein Hinweis darauf, dass alles zum gleichen Zeitpunkt und unter gleichen Voraussetzungen (gleiche Menge an Materie/Energie pro Volumen) entstanden ist und nicht, dass es am Anfang miteinander interagiert haben muss.

Oder was verstehe ich da falsch?

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 20:27 #9180

Ich denke die Antwort steckt in der Zahl die derzeit unten in meiner Signatur steht.
Warum sollte die Dichte 1ns nach dem Beginn ohne einen kausalen Zusammenhang überall im Universum exakt diesen Wert haben?
Oder sind die Abläufe am Beginn wirklich so präzise das sich dieser Wert überall unabhängig einstellt?

Gruß
Merilix

PS: Ich bin kein Experte sondern "nur" Laie aber diese ungeheure Präzision überzeugt mich.

Nur 0,2 mehr und wir würden genau heute den BigCrunch erleben, 0,2 weniger und wir würden kaum noch Galaxien sehen weil längst alles auseinandergeflogen wäre

Nachtrag für den Fall das ich meine Signatur mal wieder ändere. Da steht \(447225917218507401284016.0 \pm{0.0} \ g / {cm^3}\) als Dichte des Universum 1ns nach dem BigBäng

assume good faith

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 20:35 #9181

  • Torge
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Ich fürchte meine Ignoranz ist zu groß um deine Antwort zu verstehen ^_^;
Soweit ich das verstanden habe, gibt es sehr wohl schwankungen in der Hintergrundstrahlung. Nur halt recht kleine.

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 20:54 #9182

Ja, es sind jedoch nur kleine Schwankungen. Du selbst bringst bringst ja den Zusammenhang mit der Inflation. Der Teil des CMB den wir am Südhimmel sehen stand ohne die Inflation niemals mit dem am Nordhimmel sichtbaren Teil in Verbindung und trotzdem ist die Temperatur im Mittel in etwa gleich. Das ist kaum anders zu erklären als das die Bereiche doch irgendwann in Verbindung gestanden haben. Die Anfangsbedingungen müssten ansonsten schon ungeheuer präzise überall gleich gewesen sein.

(Irgendwo hab ich gelesen der Winkel für den kausalen Horizont ohne Inflation beträgt nur etwa 2°)

Gruß
Merilix

PS: Mit meiner ersten Antwort wollte ich genau da darauf hinweisen das schon die kleinsten Abweichungen deutlich sichtbare Unterschiede in verschiedenen Bereichen der Hintergrundstrahlung zeigen müssten, Unterschiede die weit größer sind als die beobachteten Schwankungen.

assume good faith

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 21:16 #9184

  • Torge
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Hast du meine Frage auch wirklich gelsesen?

Naturgesetzte sind ja wohl exact identisch überall, also wäre dann auch das entstehen der Energie/Materie überall den gleichen Gesetzten unterlegen. Warscheinlich würde - wie bei allen Quanteneffekten - auf kleinsten Raum die Materie-/Energieverteilung zufällig sein, aber schon auf halbwegs maroskopischen größen, wird sich durchs Gesetz der großen Zahl eine "extrem" Homogene Verteilungen ergeben.
Und in so einem fall sehe ich nicht warum sich die Druchschnittstemperatur nicht überall ungefähr gleich entwickeln sollte, auch ohne direkten örtlichen kausalen zusammenhang der Materie.

Trickreich ist eher zu verstehen, warum dieser Effekt überall zur gleichen Zeit eingetreten sein sollte. Das wäre für mich eher eine Sinnvolle Begründung für die Inflationstheorie.

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 22:35 #9185

Torge schrieb: Hast du meine Frage auch wirklich gelsesen?

Das habe ich getan.

Meiner Meinung sind zwar die Naturgesetze überall auch von Anfang an gleich jedoch denke ich das

Torge schrieb: Warscheinlich würde - wie bei allen Quanteneffekten - auf kleinsten Raum die Materie-/Energieverteilung zufällig sein,

gerade am Anfang eine nicht zu unterschätzende Bedeutung für die Verteilung von Energie und Materie hat. Gleiche Naturgesetze aber leicht fluktuierende Anfangsbedingungen führen am Ende zu sehr großen Unterschieden. Soweit ich verstanden habe werden ja auch die Gravitationstöpfe in denen sich später die Galaxienhaufen bilden sollten kleinen Fluktuationen im Urknall zugeschrieben -- so 100% überall gleich waren die Bedingungen also nicht.

Aber vielleicht kann die Frage besser ein Physiker beantworten.

Gruß
Merilix

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Braucht die Hintergrundstrahlung einen Kausalzusammenhang? 30 Okt 2016 22:46 #9186

  • Torge
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Merilix schrieb:

Torge schrieb: Warscheinlich würde - wie bei allen Quanteneffekten - auf kleinsten Raum die Materie-/Energieverteilung zufällig sein,

gerade am Anfang eine nicht zu unterschätzende Bedeutung für die Verteilung von Energie und Materie hat. Gleiche Naturgesetze aber leicht fluktuierende Anfangsbedingungen führen am Ende zu sehr großen Unterschieden. Soweit ich verstanden habe werden ja auch die Gravitationstöpfe in denen sich später die Galaxienhaufen bilden sollten kleinen Fluktuationen im Urknall zugeschrieben -- so 100% überall gleich waren die Bedingungen also nicht.


Klar, nach 14 Milliarden Jahren bilden sich extreme Unterschiede heraus, selbst bei noch so idealen Startbedingungen (Wie z.B. dem Entstehen aus einer einzigen Quantlänge). Auch dank der zufälligkeit der Quantenwelt. Aber auch in einem deterministischen Universum würde dies - siehe Chaostheorie - wohl so passieren. Darum gibt es ja Galaxien, Planeten, Sterne, Galaxienhaufen und gigantische Strukturen.

Wir reden aber von einem Zeitpunkt wo die Materie noch so dicht war, das sie überhaupt gerade einmal angefangen hat lichtdurchlässig zu werden. Ich mag mich irren, aber ich stelle mir diesen Zustand noch extrem Homogen vor, wie ein Gas das sich in einem Glas gleichmäßig verteilt, egal wie lange ich warte. Ich kann mir sehr gut vorstellen, das dass Abkühlen hier recht deterministisch verläuft und nur leichteste Schwankungen auftreten würden (die wir ja auch sehen)

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