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Antwort: Was ist mit höheren Moden während des Urknalls

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Themenhistorie von : Was ist mit höheren Moden während des Urknalls

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04 Sep 2021 17:12 #937

Rainer Raisch

Rainer Raischs Avatar

Ich möchte vorausschicken, dass es diverse Modelle gibt, die nicht alle einen Urknall als punktuelle Singularität auffassen. Insbesondere ist das unendliche flache Universum das am meisten favorisierte Modell, wobei dies nicht dem Urknall widersprechen muss, wenn auch schwer vorstellbar.

Das Universum expandiert nicht auf Grund irgend welcher Moden sondern gemäß der Friedmann Gleichung, also streng nach der ART.

Dies ist anfangs nur möglich, wenn ein Vakuum mit hoher Energiedichte (falsches Vakuum) der Normalzustand war und keine realen Massen und Energien vorhanden waren.

Üblich geht man davon aus, dass der Urknall mit einem Universum der Planckgröße beginnt. Die Größe spielt aber auf Grund der nachfolgenden Expansion nicht wirklich eine wesentliche Rolle. Wichtiger wäre der Inhalt, über den sehr wenig bekannt ist. Man könnte diesen als eine einzige Fluktuation der Größe ℏ modellieren. Auf Grund des negativen Drucks expandierte das Universum dann und produzierte weitere Fluktuatuationen. Mit Moden hat das nichts zu tun, nehme ich an.

Ungeklärt ist hingegen die theoretische Begründung für die heutige Energiedichte des Vakuums, für eine höhere Energiedichte des falschen Vakuums, und für den Grund der Potentialänderung nebst Umwandlung in reale Energie (Inflation). Auch hier helfen Moden wohl nicht weiter.

Ein Ursprung des Universums aus einer Zeit vor dem Urknall wird nicht bzw nur vereinzelt angenommen.

Jedenfalls sind Fluktuationen in der Hintergrundstrahlung wohl auf Dichteunterschiede während der Umwandlung der Energie des falschen Vakuums in reale Energie zurückzuführen, was erst stattfand, nachdem das Universum die Größe von mehr als 1030 Plancklängen hatte (mehr als 60 e-foldings oder an die 100 Verdopplungen), denn seither wird die Expansion durch die Gravitation der realen Massen/Energie gebremst. Seither hat sich das Universum mindestens nochmals um denselben Faktor vergrößert.
04 Sep 2021 13:36 #936

Henrich Frielinghaus

s Avatar

Ich meinte natürlich Moden in der Quantenmechanik des Urknalls. Die Grundmode des Gauss'schen Strahls hat ein minimales Volumen im Fokus, der durch die Wellenlänge des Lichts gegeben wird. Durch die Propagation verbreitert sich der Strahl dann mit der Zeit. Im Urknall gibt es auch das minimale Volumen der Plancklänge und das Universum dehnt sich dann aus.
Wären jetzt höhere Moden im Spiel, wäre der 'Fokus' etwas größer und Information wird durch den Fokus hindurch transportiert. Es gibt dann ein Vorher und ein Nachher.
Da das Universum nicht homogen ist, könnten auch ein paar höhere Moden die Ursache für diese sein - so als Schmetterlingsflügelschlag für eine Kaskade von Ereignissen - die Symmetriebrechungen.
03 Sep 2021 21:29 #933

Rainer Raisch

Rainer Raischs Avatar

Der Urknall ist zunächst ein Modell, das sich rückblickend aus der Expansion ergibt. Dies führt logisch zu einem Punkt, an dem die Gesamtenergie des Universums in einem Punkt vereinigt wäre und mit unendlicher Geschwindigkeit expandieren würde.

Nach dem Inflationsmodell dehnte sich das Universum zuerst nur aus und vervielfachte dabei seinen Energieinhalt.

In beiden Fällen treten dabei keine Moden auf, außer Schallwellen im Photonenplasma, wobei nach den neueren Modellen das Photonenplasma erst am Ende der Inflation entstand, als das falsche Vakuum auf das Potential des heutigen richtigen Vakuums abfiel.
03 Sep 2021 20:24 #931

Henrich Frielinghaus

s Avatar

Wenn ich einen Gauss'schen Strahl in der Elektrodynamik betrachte, ist das ein Grundzustand einer zeitlichen Entwicklung, die keine Informationen von vor der Zeit Null zur späteren Zeit überträgt. Höhere Moden können aber Information vor der Zeit Null in die spätere Zeit übertragen.
Wie ist das beim Urknall, wenn da höhere Moden vorhanden waren. Es gibt ja auch Inhomogenitäten in der Dichte und in der Hintegrundstrahlung. Vielleicht gab es doch höhere Moden beim Urknall zur Zeit Null, und es gibt eine Verbindung zwischen der Vorzeit und der jetzigen Zeit.
Wieso spricht man also von einem singulären Ereignis des Urknalls, das keine Vergangenheit hat?

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