Der Urknall ?

Emily

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Hallo Bynaus, von wem die ursprüngliche Theorie war ist in der Doku nicht angegeben. Ich selber habe nur gesehen dass auch Kaku diese Theorie angegeben hat.
 

Emily

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Hallo Ralf, also ich denke mittlerweile kenne ich alle Sternbilder, hab zwar noch so gut wie gar keine Ahnung von Astronomie aber bin trotzdem daran interessiert was da in unserem Universum vor sich geht.
So und nun noch ein Astronomen Witz: Woran erkennt man, dass die Polen in der Raumfahrt aktiv mit mischen ?? Wenn am Grossen Wagen alle Räder fehlen.....
 

TomS

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Hallo Exonavigator,

dein sehr interessanter Beitrag kreist letztlich um drei Fragestellungen:
- was ist eine physikalische Theorie?
- wie übersetze ich Aussagen einer physikalische Theorie in die Alltagssparche?
- kann und darf ich das in einem Forum oder populärwissenschaftlcihen Büchern tun, ohen die Aussagen zu sehr zu verstümmeln?

In popularwissenschaftlicher astronomischer Literatur ist immer wieder davon die Rede, dass das Universum und mit ihm Raum und Zeit vor 13,7 Mrd. Jahren entstanden seien. Bei euch, @ TomS und Mac, lese ich ein Unbehagen und ein (vergebliches) Bemühen um Verständnis heraus, wie wir das zu verstehen haben.
Unser Bemühen ist der Tatsache geschuldet, dass es dieses Forum gibt, sowie Menschen, die derartige Fragen stellen, ohne deswegen gleich Astrophysik studierne zu wollen. Wenn wir uns bemühen, eine möglichst verständliche und dennoch "korrekte" Darstellugn zu finden, dann sollte der geneigte Leser sich darum bemühen zu akzeptieren, dass genau dies manchmal scheitern muss. Du kannst den Wortwitz eines englischen Satzes nicht vollständig in einer anderen Sprache wiedergeben; du kannst ihn aber auch nicht in Englsuch erklären, wenn dein Gesprächspartner kein Englisch versteht. Insofern geht es also (immer) um pragmatische Kompromisse.

Dass das Universum vor 13,7 Mrd. Jahren entstanden ist, das ist soweit eine vollkommen verständliche Aussage. Wir verstehen das aber nur deshalb und solange überhaupt als ein zeitliches Ereignis (ein Ereignis in der Zeit), wie wir einen Zeitpunkt davor (vor dem „Urknall“ vor 13,7 Mrd. Jahren) voraussetzen, zu dem es das, was da entstanden sein soll (das Universum), noch nicht gab, und einen Zeitpunkt danach, an dem das Besagte (das Universum) dann da war (der Übergang zwischen den beiden Zeitpunkten der Nicht-Existenz und der Existenz wird „Entstehen“ genannt). Nur indem wir ein Früher und Später annehmen, können wir das, was da geschieht, überhaupt als ein Ereignis, etwa als „Urknall“ verstehen.
Diese Aussage ist einem absoluten Zeitbegriff geschuldet, den wir alle im Koppf haben, der aber spätestens seit der ART als untauglich verworfen werden muss. Es gibt keine absolute Zeit, keine absoluten Entfernen und Geschwindigkeiten in einem expandierendem Universum. Man kann die gesamte ART (und damit auch Kosmologie) in rein relativen Begriffen formulieren; Bsp.: "für ein massebehaftetes Teilchen das beim Urknall entstanden ist, ist ein Zeitintervall T vergangen". Für diese Aussage benötige ich kein "vor dem Urknall" und ich kann diese Aussage mathe matsaich präzise formulieren. Das Problem dabei ist, a) dass ich sie relativ = bezogen auf dieses Teilchen formuliert habe, b) dass du sie bezogen auf dich haben möchtest und c) dass du evtl. einen absoluten oder "einem bzgl. des Universums externen" Zeitbegriff im Kopf hast. b) kann ich für dich lösen, c) ist als unwissenschaftlich zu verwerfen.

... mehr noch: wir verstehen gar nicht mehr, was es überhaupt heißen soll, dass sich da etwas (genannt „Urknall“) ereignet.
Was bedeutet "verstehen" im Kontext der Physik? Die Physiker "verstehen" ihre (mathematischen) Aussagen sehr gut. Wenn sich diese nicht vollständig in Begriffe der Alltagswelt übersetzen lassen - obwohl sie (wir) sich redlich bemühen - dann liegt das an den Begriffen der Alltagswelt - sorry.

@ TomS, was mir bei deinem Signum einfällt: ... Aber den Paradoxien und begrifflich-logischen Widersprüchen, die hier kursieren, sollte man, wie ich meine, mal konsequent nachgehen.
Siehe meine letzte Aussage. Insofern begrifflich-logische Widersprüche aufgrund einer unzureichenden Übersetzung in die Alltagssparche geschuldet sind sind wir fertig. Das Problem ist die Alltagssprache, nicht irgendwelche der Physik intrinsischen Probleme. Die gibt es auch, aber die werden wir anhand der begrifflichen Analyse der Diskussionen hier weder aufdecken noch lösen.

Mein Zitat Wittgensteins bezieht sich auf eine wesentlich tieferliegende Problematik der Konstruktion und Formulierung physikalischer (mathematsicher) Modelle, nicht auf die oberflächliche Problematik, dass es schwierig ist, naturwissenschaftlcieh Sachverhalte allgemeinverständlich zu formulieren.

Einer ähnlichen kritischen Revision sollte man m. E. auch die Redeweisen von „Singularitäten“ unterziehen. ... Glaubt denn wirklich einer, der nur kurz selbst darüber nachdenkt, dass es ausdehnungslose „Punkte“ mit unendlicher Dichte im physikalischen Universum geben kann? ... Auch hier gehe ich davon aus, dass die theoretischen Physiker durchaus nicht derlei Unsinn im Kopf haben, wenn sie so reden. Meiner Diagnose nach haben wir es hier mit verschiedenen Begriffssystemen zu tun, die nicht ohne Weiteres ineinander überführbar sind. Aber die Physiker geben uns keinen Aufschluss darüber, was aus ihren physikalisch wohldefinierten Raum- und Zeitbegriffen wird, wenn sie diese einfach in unsere Alltagssprache überführen.
Kein Physiker glaubt, dass die Singularitäten real sind. Sie sind vielmehr ein Hinweis darauf, dass "an dieser Stelle" das Modell (= die ART) zusammenbricht und durch ein umfassenderes Modell = "Quantengravitation" ersetzt werden muss. Wenn dieser Aspekt zu sehr in den Hintergrund tritt, dann vielleicht nur deshalb, weil wir hier immer einen durch den Fragesteller vorgegebenen Kontext haben, den wir nicht beliebig erweitern können.

Zum Abschluss: was ist eine physikalische Theorie? Antwort: ein mathematisches Modell, das es erlaubt, experimentell überprüfbare Aussagen zu formulieren bzw. zu berechnen. Problem: dabei geht es nicht um ein Verstehen im eigtl. Sinne! Ich will nun keineswegs eine rein positivistische "shut up and calculate" Auffassung propagieren - wenn ich das wollte würde ich nicht hier diskutieren - aber ich möchte zumindest darauf hinweisen, dass Diskussionen umd "Verstehen", "Bedeutung", "Kontext", ... von physikalischen Theorien und Modellen streng genommen in den Bereich der Metaphysik gehören. Dass ich dazu nicht schweige, bedeutet, dass ich ein anderes Zitat Wittgensteins nicht so ernst nehme ... er selbst übrigens auch nicht ;-)
 

Exonavigator

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Hallo Tom S,

du hast dir sehr viel Mühe gegeben, um deinen Standpunkt zu meinen Fragen zu erläutern. Danke, das war durchaus lehrreich für mich, auch wenn ich glaube, dass ein Misslingen der Übersetzung in allgemeinverständliche Sprache und Begriffsbildung (Beispiel ART-"Raumzeit" in unser Raum-Zeit-Verstehen) im Zweifel kein Problem für die "Alltagswelt" ist, sondern (legitimatorisch) für die Physik.

Beste Grüße
 
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ralfkannenberg

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Hallo Ralf, also ich denke mittlerweile kenne ich alle Sternbilder
Hallo Emily,

sehr schön.

Ich habe mir dieses Jahr die Frage gestellt, welchen Herbststern man wohl als erstes am Abendhimmel sehen würde. Was meinst Du, welcher es war ? Einer vom Steinbock ? Oder von der Andromeda, vielleicht die Sirrah, oder der Rote Riese Mirach ? Perseus (Mirfak immerhin heller als 2.Grösse) oder aus dem "Herbstzentrum" Pegasus, das wären am ehesten Scheat oder Enif, oder etwas nördlich auch Sadmatar ? Oder gar die helle Capella noch tief überm Horizont ?

Hierbei ist zu sagen, dass ich in Zürich wohne (also einige Kilometer südlich von Süddeutschland) und in der Stadt die Horizontsicht miserabel ist.

Also: was würdest Du tippen ?

So und nun noch ein Astronomen Witz
Ich will jetzt gewiss nicht den Moralapostel markieren, aber ich empfinde das nicht als Astronomie-Witz, sondern als rassistischen Witz aus hoffentlich endgültig vergangenen Tagen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

TomS

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... auch wenn ich glaube, dass ein Misslingen der Übersetzung in allgemeinverständliche Sprache und Begriffsbildung im Zweifel kein Problem für die "Alltagswelt" ist, sondern (legitimatorisch) für die Physik.
Das sehe ich -wie erörtert - anders. Jede Fachrichtung (Physiker, Philosophen, Köche, Ärzte, ...) haben ihre spezifischen Fragestellungen, ihre Fachtermini und somit ihre "Sprache". Der Wert der Sprache richtig sich nach dem jeweiligen Erfolg, danach ob sie zur gewählten Problemstellung passt und geeignete Lösungen produziert bzw. beschreibt. Übersetzbarkeit ist dabei zweitrangig. Bsp.: Wenn die Diagnose eines Radiologen insofern "passt", also sie für den behandelnden Arzt oder Chirurgen die richtigen Schlussfolgerungen zulässt und ich aufgrund der Diagnose und der Behandlung gesund werde, dann muss ich die Sprache nicht (in allen Details) verstehen; die Übersetzung ist demnach nicht irrelevant, aber eben sekundär. Wie auch der Arzt bemühen sich die Naturwissenschaftler um eine Übersetzung, die aber nicht in allen Fällen gelingt. Dass die Sprache der Naturwissenschaftler die passendere ist, erkennt man daran, dass sie in der Lage sind, (in ihrem Problemfeld) bessere und genauere Problemlösungen abzuleiten und zu formulieren als wir mit unserer Alltagssprache. Die ART kann die Periheldrehung des Merkur quantitativ erklären, die Newtonsche Mechanik kann das nicht - und die Alltagssprache auch nicht. 1:0 für die ART.
 

Ugy

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Ich werfe einfach mal eine Frage zwischen rein.
Müsste es nicht eigendlich möglich sein, sich auf eine am Rand des sichtbaren Horizont befindliche Galaxy zu konzentrieren, und dann genau den Moment erfassen, indem sie diesen Horizont überschreitet und wir kein Licht mehr empfangen können?
Oder ist das Universum noch nicht alt genug?

Ugy
 

TomS

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Das wäre nur theoretisch möglich; und dann würde die Galxie ja nicht instantan verschwinden, wie wenn das Licht ausgeknipst würde; die Überquerung des Sichtbarkeitshorizontes würde ggf. sehr lange dauern
 

mac

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Hallo Ugy,

ich vermute, daß Du Dir das anders vorstellst, als es sich im richtigen Leben tatsächlich abspielt.

Erst mal: TomS hat insofern recht, daß dieser Vorgang zur Zeit wesentlich länger dauert, als wir Zeit haben werden, es wirklich life zu beobachten. Darüber hinaus, sehen wir heute immer noch Strukturen die noch viel älter sind als die ältesten Galaxien, nämlich die Hintergrundstrahlung des Gases, aus dem erst einige zig Millionen (100 Millionen?) Jahre später die ersten Galaxien entstanden.

Wie würde dieses ‚Verschwinden‘ aussehen?

Wir können den Weg dahin auch heute schon sehen. Die Hintergrundstrahlung stammt von dem damals noch weißglühend heißem Gas, daß das gesamte Universum ziemlich gleichmäßig verteilt gefüllt hat. Dieses weiße Licht wurde durch die Expansion des Universums immer mehr ins rote verschoben, die Wellenlänge der Photonen die es ausgesandt hat, wurden auf ihrem Weg zu uns im Laufe der Zeit immer länger. Das Licht von dort, das uns heute erreicht, ist inzwischen so lange unterwegs gewesen, daß der Kosmos während dieser Zeit rund 1100 mal größer (Radius, nicht Volumen) wurde und daher auch die Wellenlänge während der Reise auf die rund 1100 fache Länge gestreckt wurde und längst jenseits des für unsere Augen noch sichtbaren Bereichs liegt. Wir können es nur noch mit geeigneten Instrumenten ‚wahrnehmen‘. Hätte man das in den vergangenen gut 13 Milliarden Jahren in einer Art Zeitraffer beobachten können, dann wäre folgendes zu sehen gewesen:

Zunächst waren 'wir' von einem völlig undurchsichtigen, weißglühenden ‚Nebel‘ umgeben, gut 3000 K heiß.
Nach einiger Zeit wurde der Bereich um uns herum durchsichtig (weil sich das Gas durch die Expansion des Kosmos abkühlte) und wir konnten sehen, daß wir uns im Inneren einer Kugel befinden, deren immer noch weißglühende Wand sich mit Lichtgeschwindigkeit um uns herum erweitert.

Stell Dir dazu Folgendes vor:
Das Universum um Dich herum ist gefüllt mit ‚Lampen‘, die völlig durchsichtig sind, man also auch in großem Abstand immer noch die dort befindlichen Lampen ungehindert beobachten kann. Alle Lampen leuchten, und zwar schon so lange, daß Du auch in einer Entfernung von vielen Millionen Lichtjahren diese Lampen noch erkennen kannst. Du schaust und siehst Dich von einer geschlossenen Wand von leuchtenden Lampen umgeben, die alsbald optisch zu einer weißen Wand um Dich herum verschmelzen. Eines Tages gehen diese Lampen völlig unabhängig voneinander aus, und zwar alle zum selben Zeitpunkt.
Was siehst Du?

Nach der erste Sekunde siehst Du eine Kugel um Dich herum, in der alle Lampen aus sind. Der Radius dieser Kugel beträgt 300000 km.

Nach einer Minute ist der Radius dieser Kugel bereits auf 18000000 km angewachsen. Dahinter siehst Du immer noch die weiße Wand aus leuchtenden Lampen. Daß die alle jetzt schon aus sind kannst Du, auch wenn Du es Dir denken kannst, noch nicht sehen, denn ihr Licht daß jetzt hier ankommt ist ja noch zu einer Zeit abgestrahlt worden, als sie auch dort noch an waren.

Wärst Du zu diesem Zeitpunkt nicht hier, sondert z.B. 1000 Lichtjahre weit weg von hier, würdest Du exakt das Gleiche sehen. Du würdest nicht die hiesige Kugel von verlöschenden Lampen sehen, sondern Deine eigene, Dich umgebende Kugel wahrnehmen.

Nun ist das Universum nicht statisch, sondern dehnt sich aus, während die Lampen (das heiße Gas) verlöschen. Dadurch wird die Wellenlänge des Lichtes, daß jede Lampe bis zum Verlöschen als weißes Licht aussandte, im Laufe der Zeit immer länger. Daß hat zur Folge, daß uns das Licht der weit entfernten Lampen, auf daß wir viele Milliarden Jahre warten werden müssen, bis es uns endlich auch erreicht, zwar auch weiß war als es abgestrahlt wurde, aber auf dem Weg hier her inzwischen eine immer größere Wellenlänge erleidet.

Wir würden also sehen wie die weiße Wand immer weiter von uns ‚weckrückt‘ und dabei immer dunkler und immer roter wird. Von den Farben her ganz ähnlich, wie ein weiß glühendes Stück Eisen beim Abkühlen immer dunkler und roter wird.

Das Licht das wir heute noch von dieser weißen Wand ‚sehen‘ stammt von dem weißglühenden Gas, das damals dort (und zur selben Zeit auch hier) existierte, aber selbst wenn wir uns heute ohne Zeitverlust dorthin versetzen könnten, wäre es jetzt genau so wenig dort, wie hier. Genau so wie wir in dem Lampenkosmos nach dem Verlöschen noch irgend eine Lampe finden würden, die noch leuchtet, obwohl wir die weit entfernten, egal wo wir sind, immer noch leuchten sähen.

Wie wird das nun aussehen, wenn Deine entfernte Galaxis ‚hinter dem Horizont verschwindet?

Das Licht das uns heute noch von ihr erreicht, wird immer schwächer und immer roter. Allmählich driftet die Wellenlänge des von dort kommenden Lichtes in den Bereich der Mikrowellen, der Radiowellen, der km-Wellen und wird dabei immer schwächer, bis wir es schließlich auch mit unseren besten Instrumenten nicht mehr vom Rauschen unterscheiden können.

Lange vorher wird mit der heute noch meßbaren Hintergrundstrahlung genau auch das passieren, sie wird eines Tages bei uns nur noch so schwach ankommen, daß wir sie nicht mehr vom Rauschen unserer besten Meßgerätge unterscheiden können werden.

Dieser Ablauf ist gekoppelt an die Beobachtung, daß sich das Universum seit einigen Milliarden Jahren nicht immer langsamer, sondern ganz allmählich wieder schneller ausdehnt. Nur wenn das wirklich so ist und auch so bleibt, wird es sich so abspielen.

Herzliche Grüße

MAC
 
Zuletzt bearbeitet:

Herbert

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Mac sollte Buecher schreiben, ich denk ich bin nicht der einzige, der um sowas zu lesen auch was bezahlen wuerde.
 

Ich

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Das wäre nur theoretisch möglich; und dann würde die Galxie ja nicht instantan verschwinden, wie wenn das Licht ausgeknipst würde; die Überquerung des Sichtbarkeitshorizontes würde ggf. sehr lange dauern
Wenn sich meine Rechenfehler rauskürzen sieht das so aus: alle 25 Mrd Jahre verzehnfacht sich die Rotverschiebung der entsprechenden Galaxien. "Sehr lange dauern" sind da schon die richtigen Worte.
 

Ich

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Vielleicht noch zur Verdeutlichung:
Was mac im Abschnitt bis zu "Wie wird das nun aussehen, wenn Deine entfernte Galaxis ‚hinter dem Horizont verschwindet?" beschreibt, gilt auch in unbeschleunigten Universen ohne Horizont. Alles Licht verschiebt sich immer weiter ins Rote, wird schwächer, und irgendwann wird es messtechnische Probleme geben, das noch aufzulösen. Aber im Prinzip könnte man das Schicksal der Galaxien bis in die allerfernste Zukunft beobachten.

Im beschleunigt expandierenden Universum gibt es einen Horizont, "hinter dem die Galaxien verschwinden". Das sieht im Prinzip genauso aus, Rotverschiebung immer größer und so. Aber diesmal geht das exponentiell, und daraus folgt ein wichtiger Unterschied: selbst wenn man eine Ewigkeit wartet, wird man nicht sehen, wie sich die betreffende Galaxie immer weiter entwickelt - auch nicht im Prinzip! Es gibt sozusagen ein "letztes Ereignis" dort, welches wir noch sehen können, und das sehen wir erst in unserer unendlichen Zukunft. Alles, was später dort passiert, ist uns für immer verborgen, also "hinter dem Horizont".
 
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