Elektrisches Universum?

red

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Hallo,
als Neues Mitglied sehe ich die Gefahr, dass meine Frage in einem "schwarzen Loch" verschwindet. Falls nicht, dann bitte ich um Antwort:
Gibt es im Universum gleich viele positive und negative Ladungen? D.H., ist der Saldo Null? Keiner wirds messen können aber was ist Eure Meinung?
red
 

Bynaus

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Der Saldo der Ladungen ist in der Tat Null. Grössere Körper können als Ganzes keine Ladungen tragen, weil diese Ladungsunterschiede schnell ausgeglichen werden (wenn z.B. einem kleinen Asteroiden aus irgend einem Grund die Hälfte der Elektronen fehlen würden, würde er eine starke Ladung tragen, und die fehlenden Elektronen würden sehr schnell (und vermutlich auch unter spektakulärer Lichtabgabe) aus dem Sonnenwind angezogen und das "Ungleichgewicht" korrigiert. Das ist auch der Grund, warum Ionensonden zusätzlich zum Ionenstrahl auch noch einen Elektronenstrahl absenden: ohne diesen würden sie sich während der Antriebsphasen statisch aufladen und würden von geladenen Teilchen des Sonnenwindes unangenehm bombardiert.
 

mac

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Hallo Bynaus,

Der Saldo der Ladungen ist in der Tat Null.
das ist für mich nur plausibel für größere Körper. Selbst wenn der Saldo so wäre, daß es, sagen wir mal nur halb so viele Elektronen wie Protonen gäbe, wäre das schwierig zu ermitteln. Die positiven Ionen würden sich erheblich gleichmäßiger auf den gesamten Kosmos verteilen, als die neutralen und damit gäbe es in unserer Umgebung erheblich mehr neutrale als nicht neutrale.

Das Gleiche würde bei zuviel Elektronen mit den Elektronen passieren.

Aber vielleicht gibt es ja ein (mir nicht bekanntes) Verfahren, mit dem man so was ausschließen kann?

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo,

Gravitation ist ein Argument dafür gewesen, den gravitativen Kollaps des Universums für möglich zu halten, zumindest bis man die beschleunigte Expansion entdeckt hatte.

Was spricht dagegen, daß ein (ziemlich geringfügiger) Überschuß an Protonen oder Elektronen der ‚Motor‘ der Expansion ist und die beschleunigte Expansion durch die schnellere ‚Verdünnung‘ des Photonenanteils und ihres Ausfalls als Gravitationsbremse zustande kommt? Also ganz ohne dunkle Energie?

Herzliche Grüße

MAC

PS Wenn das gegen den Mainstream ist, dann nicht bewußt. Ich hab' einfach keine Ahnung, ob und warum sowas auszuschließen wäre. Vielleicht Raumkrümmung als Scheinkraft gegen Elektrostatik als echte Kraft?
 
Zuletzt bearbeitet:

Bynaus

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Das wäre ja keine Expansion des Raums - das wäre Abstossung der Materie, also Bewegung im Raum. Das kannst du aber ausschliessen, nicht nur, weil wir uns dann zufällig im Zentrum befinden müssten.

Aber ob es insgesamt mehr Elektronen als Protonen im Universum gibt, wäre wohl tatsächlich schwierig zu ermitteln. Ich würde sagen, neutraler Wasserstoff und ionisierter Wasserstoff (inkl. Leuchten durch Rekombination) lassen sich spektroskopisch unterscheiden. Wenn es viel ionisierten Wasserstoff, aber keine Rekombination gäbe, müsste man wirklich vermuten, dass das Elektronen fehlen.
 

mac

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Hallo Bynaus,

Das wäre ja keine Expansion des Raums - das wäre Abstossung der Materie, also Bewegung im Raum. Das kannst du aber ausschliessen, nicht nur, weil wir uns dann zufällig im Zentrum befinden müssten.
warum behandelst Du das prinzipiell anders, als Gravitation? Ich zumindest sehe dazu keinen Grund.



Aber ob es insgesamt mehr Elektronen als Protonen im Universum gibt, wäre wohl tatsächlich schwierig zu ermitteln. Ich würde sagen, neutraler Wasserstoff und ionisierter Wasserstoff (inkl. Leuchten durch Rekombination) lassen sich spektroskopisch unterscheiden. Wenn es viel ionisierten Wasserstoff, aber keine Rekombination gäbe, müsste man wirklich vermuten, dass das Elektronen fehlen.
Das Signal: ionisierter Wasserstoff kommt dadurch zustande, daß es Rekombinationen gibt. Das ionisierte Proton seinerseits ist, solange kein Elektron andockt, ziemlich stumm. Ob es charakteristisch Photonen absorbieren/streuen kann, weis ich nicht. Nur wenn es im Coulomb-Feld eines anderen Ions beschleunigt wird, kann es Photonen aussenden, die aber zumindest keine charakteristische Wellenlänge aus den möglichen Rekombinations oder Anregungswellenlängen sind.

Ob es noch andere Effekte gibt, weis ich aber wie gesagt auch nicht.

Herzliche Grüße

MAC
 

red

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Das wäre ja keine Expansion des Raums - das wäre Abstossung der Materie, also Bewegung im Raum. Das kannst du aber ausschliessen, nicht nur, weil wir uns dann zufällig im Zentrum befinden müssten.

Aber ob es insgesamt mehr Elektronen als Protonen im Universum gibt, wäre wohl tatsächlich schwierig zu ermitteln. Ich würde sagen, neutraler Wasserstoff und ionisierter Wasserstoff (inkl. Leuchten durch Rekombination) lassen sich spektroskopisch unterscheiden. Wenn es viel ionisierten Wasserstoff, aber keine Rekombination gäbe, müsste man wirklich vermuten, dass das Elektronen fehlen.
Die Kosmologen glauben doch, dass nach vielen Mrd von Jahren der "Big Crunch" erfolgt, die ganze Materie also wieder in einem umgekehrten Urknall verschwindet. Wie sollen dann die Unzahl von überschüssigen Protonen sich auf kleinstem Raum sammeln, wenn schon zwei Protonen sich nicht vereinigen lassen?
red
 

mac

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Hallo red,

Die Kosmologen glauben doch, dass nach vielen Mrd von Jahren der "Big Crunch" erfolgt, die ganze Materie also wieder in einem umgekehrten Urknall verschwindet.
Das war bis 1998 einer der möglich erscheinenden Abläufe.

Seit man aber enteckt zu haben glaubt, daß sich das Universum beschleunigt ausdehnt, kommt es nicht mehr wirklich in Frage.


Wie sollen dann die Unzahl von überschüssigen Protonen sich auf kleinstem Raum sammeln, wenn schon zwei Protonen sich nicht vereinigen lassen?
von welcher Unzahl überschüssiger Protonen sprichst Du? Wenn Du die meinst, von denen ich gesprochen habe, dann hast Du übersehen, daß ich nur von der Schwierigkeit gesprochen habe, sowas zu erkennen.

Aber wie auch immer. Am Ende ist es nur eine Frage der Summe aller Kräfte, und aller Energien und was ich sonst noch nicht weis? ;)

Herzliche Grüße

MAC
 

ins#1

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@mac:
Bitte red' halt Tacheles mit dem Jung', ned' so wischiwaschi ;)
Das Universum dehnt sich beschleunigt aus und fällt nicht wieder in sich zusammen.PUNKT
Solange bis keine neue Wahnsinnsentdeckung von fähigen Leuten gemacht wird, die die Dunkle Energie verwirft und zugleich mit den empirischen Beobachtungsdaten der Astronomen vereinbar ist, gilt das. Alles andere gehört nicht in diesen Bereich, insbesondere nicht, wenn ein Neuling eine präzise Frage stellt. 'Tschuldige, aber ist so.

@red:
Komische Frage, schwer zu beantworten. Tut meiner Meinung nach, bei der Betrachtung des ganzen Universum, nichts zur Sache. Wäre das Universum als ganzes elektrisch positiv/negativ geladen ist nur dann eine Wirkung zu erwarten, wenn das Universum mit seiner Ladung auf etwas anderes wirkt, also ein Potential da ist. Ohne dem tut sich nämlich nix. Warum das kleine Elektron aber genau gleich viel entgegengesetzte Ladung wie das dicke Proton hat, ist umso erstaunlicher.
Auch wenn viel Materie im All als Plasma vorliegt, so ist das A und O dass fertige Atome elektrisch neutral sind und sich kein leichtes Spiel mit der ach so schwachen Gravitation machen. Nicht zuletzt deshalb können so komische Schwankungen der Materieverteilung auftreten, die es uns Lebewesen letztlich erst erlauben, im recht unwirtlichen Universum ein Fleckchen namens Erde unsere Heimat zu nennen.

Gruß
ins#1
 

Nathan5111

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Hallo ins#1,

Das Universum dehnt sich beschleunigt aus und fällt nicht wieder in sich zusammen.PUNKT

'Tschuldige, aber ist so.

so ähnlich hat es mal ein Herr Schröder versucht, bei ihm hieß es BASTA.

Na und, er ist nun Geschichte!

Dein und unser Bild ist momentan 'best fit', aber noch keineswegs Tatsache! Ich will unseren Astronomen und Astrophysikern keine Verdienste absprechen, sie haben mit dieser 'best fit'-Methode ganz tolle Sachen herausgefunden, aber sie sind noch weit von PUNKT entfernt.

Also erwecke bitte keine falschen Eindrücke, gerade Neulingen gegenüber.

Gruß Nathan
 

Orbit

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@ Nathan5111
Also erwecke bitte keine falschen Eindrücke, gerade Neulingen gegenüber.
Ich denke nicht, dass ins#1 falsche Eindrücke erweckt. Er hat seine Aussage ja selbst relativiert:
Solange bis keine neue Wahnsinnsentdeckung von fähigen Leuten gemacht wird, die die Dunkle Energie verwirft und zugleich mit den empirischen Beobachtungsdaten der Astronomen vereinbar ist, gilt das.
Doch selbst wenn die beschleunigte Expansion nicht bestätigt würde, was ja durchaus möglich ist, müssten wir uns noch lange nicht auf einen Kollaps gefasst machen. Vorerst ginge die Expansion mal unbeschleunigt weiter.

@ mac
Gravitation ist ein Argument dafür gewesen, den gravitativen Kollaps des Universums für möglich zu halten, zumindest bis man die beschleunigte Expansion entdeckt hatte.
'Kollaps' ist eigentlich der falsche Ausdruck. Da stellt sich der Laie schnell was schrecklich Instantanes vor. ;-) Besser würde man sagen, dass die Expansion nach einer gewissen Zeit in eine Impansion übergehen könnte. Und die würde gleich lange dauern wie die Expansion. Es wäre ein zeitgespiegelter Prozess.
Und selbst, wenn die heute als unwahrscheinlichste Lösung der Einsteingleichung zur Anwendung käme, müsste man sich nicht vorstellen...

@ red
...dass sich da unzählige Protonen am Schluss (oder am Anfang, wie Du willst) den Platz streitig machen würden:
Wie sollen dann die Unzahl von überschüssigen Protonen sich auf kleinstem Raum sammeln, wenn schon zwei Protonen sich nicht vereinigen lassen?
Die würden dann nämlich kurz vor dem Big Crunch in einem zur Nukleosythese inversen Prozess wieder verschwinden. Und am Schluss gäbe es nur mehr Bosonen. Und die haben ja bekanntlich keine Platzprobleme ;-)

@ mac
PS Wenn das gegen den Mainstream ist, dann nicht bewußt. Ich hab' einfach keine Ahnung, ob und warum sowas auszuschließen wäre. Vielleicht Raumkrümmung als Scheinkraft gegen Elektrostatik als echte Kraft?
Auf diese Weise Gravitation und Elektromagnetismus zu verknüpfen, scheint mir wirklich gdM zu sein.

Orbit
 
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Bynaus

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Mac schrieb:
warum behandelst Du das prinzipiell anders, als Gravitation? Ich zumindest sehe dazu keinen Grund.

Warum sollte ich es gleich behandeln? Es sind zwei völlig verschiedene Dinge. Im einen Fall ist es der Raum, der sich, aus welchen Gründen auch immer, ausdehnt. Im anderen Fall ist es Materie innerhalb dieses Raumes, die sich aufgrund von Kräften innerhalb der Materie im Raum verschiebt. Auch ohne ein Kosmologe zu sein, es wäre erstaunlich, wenn sich diese zwei Fälle nicht unterscheiden liessen.
 

mac

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Hallo,

@ ins#1
Bitte red' halt Tacheles mit dem Jung', ned' so wischiwaschi …
es sieht so aus, also ob. Das hab‘ ich auch geschrieben. Wenn Du bei den Meßwerten zu diesem Thema und besonders bei den 1s Fehlerbalken eine sicherere Aussage vorziehst … ok. Ich aber nicht. :)

Übrigens, daß es zusammenfällt, hab‘ ich nicht geschrieben.



@Orbit
'Kollaps' ist eigentlich der falsche Ausdruck.
Ja, so falsch wie big Bang oder Urknall eben auch. Und nicht so gemeint, wie von Dir hier interpretiert. :)

Übrigens, zeitgespiegelt wäre er nicht, er liefe deutlich schneller ab, da sich Masse/Volumen durch das Verhalten des Ereignishorizontes bei diesem Szenario ganz anders entwickeln würde, als bei beschleunigter Expansion.


@Bynaus
Warum sollte ich es gleich behandeln? Es sind zwei völlig verschiedene Dinge. Im einen Fall ist es der Raum, der sich, aus welchen Gründen auch immer, ausdehnt. Im anderen Fall ist es Materie innerhalb dieses Raumes, die sich aufgrund von Kräften innerhalb der Materie im Raum verschiebt. Auch ohne ein Kosmologe zu sein, es wäre erstaunlich, wenn sich diese zwei Fälle nicht unterscheiden liessen.
Der vorletzte Satz Deines Zitates trifft ebenso gut auf Gravitation zu.

Das was Du hier schreibst, setzt meiner Meinung nach voraus, daß Gravitation und Raum unabhängig von Materie/Energie stattfinden. Warum sollte das so sein? Wir akzeptieren in der Kosmologie die Inflationäre Phase. Der Raum expandiert – schneller als c. Mit ihm die darin befindliche Materie/Energie. Aber was expandiert hier wirklich? Der Raum, der die Materie mitnimmt, oder die Materie, die den Raum mitnimmt. Gibt es zwischen diesen Anschauungen einen wirklichen Unterschied?

Vielleicht kommen wir hier ja gar nicht weiter, vielleicht könnte aber ein Unterschied, wie Du ihn im obigen Zitat im letzten Satz ansprichst weiter führen? Aber da bin ich bisher in der Situation, daß ich keinen Unterschied sehe. :(

@komet007
Lassen sie sich auch, da der Lichtkegel im expandierenden Raum eine andere Struktur hat als im statischen.
das hab‘ ich nicht verstanden. Was hat der Unterschied zwischen statischem und expandierenden Raum mit dem Unterschied zwischen Elektrostatik und Gravitation zu tun? :confused:



Herzliche Grüße

MAC
 

Ich

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Was spricht dagegen, daß ein (ziemlich geringfügiger) Überschuß an Protonen oder Elektronen der ‚Motor‘ der Expansion ist und die beschleunigte Expansion durch die schnellere ‚Verdünnung‘ des Photonenanteils und ihres Ausfalls als Gravitationsbremse zustande kommt? Also ganz ohne dunkle Energie?
[...]
Wenn das gegen den Mainstream ist, dann nicht bewußt. Ich hab' einfach keine Ahnung, ob und warum sowas auszuschließen wäre. Vielleicht Raumkrümmung als Scheinkraft gegen Elektrostatik als echte Kraft?
Die Frage ist eine vollkommen wissenschaftliche und hat nichts mit GdM zu tun. GdM wär's dann, wenn behauptet würde, hier den Motor der Expansion gefunden zu haben.
Leider hab ich keine Ahnung, wie man sowas rechnet und hab mich auch noch nie damit beschäftigt. Ich hab mal gesucht und u.a. das gefunden. Fazit: Eine Gesamtladung (dort "electrostratum" genannt) trägt nicht zur Expansion des Universums bei - mal abgesehen davon, dass eine Gesamtladung einige Schwierigkeiten mit sich bringt, die der Autor aber nicht für unüberwindlich hält. Ich kann's aber, wie gesagt, selber nicht wirklich beurteilen.
 
Zuletzt bearbeitet:

Orbit

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mac
Übrigens, zeitgespiegelt wäre er nicht, er liefe deutlich schneller ab, da sich Masse/Volumen durch das Verhalten des Ereignishorizontes bei diesem Szenario ganz anders entwickeln würde, als bei beschleunigter Expansion.
Ich habe da eine Handzeichnung von Einstein vor mir, die diese - mittlere Lösung - seiner Gleichung zum Ausdruck bringt. Die auf- und die absteigende Kurve sind spiegelsymmetrisch. Er schreibt dazu:
"a) Positiv gekrümmter Raum.
...Der Radius G steigt vom Werte 0 bis Go und fällt in kontinuierlicher Kurve wieder zu 0 herab. Der Raumquerschnitt ist endlich (sphärisch)"
Asymmetrie drückt weder die Zeichnung aus, noch ist im Text davon die Rede.
Orbit
 

Maenander

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Gravitation und Elektromagnetismus kann man durchaus verbinden, wie es zum Beispiel in der Reissner-Nordström-Metrik oder Kerr-Newman-Metrik für schwarze Löcher getan wurde.

Prinzipiell könnte man großräumige elektrische Ladungsverteilungen in den Bahnen von geladenen Partikeln leicht aufspüren, zumal die elektromagnetischen Kräfte ja sehr stark sind.

Allerdings kann eine gleichverteilte Ladung im Universum nicht für die Expansion verantwortlich sein: von allen Seiten würde die gleiche Kraft wirken, die resultierende Kraft auf einen Körper wäre also 0. Man kann sich lediglich vorstellen, dass die überschüssige Ladung an den Rand des Universums gedrückt würde, allerdings nur falls dieses soetwas wie einen Rand hätte.

Falls nun wirklich das Universum nicht neutral wäre, müsste die elektrische Kraft nach unseren Beobachtungen ja so klein sein, dass sie der Gravitationskraft unterlegen ist. Sie würde sich also bei massereichen Objekten ansammeln, genau wie normale Materie, und das wiederum sollte zu beobachten sein. Ist es aber nicht.

Alles in allem kann man meines Wissens nach von einem neutralem Universum ausgehen, wahrscheinlich gibt es sogar noch viel bessere Argumente dafür als meine, von fähigeren Köpfen erdacht.
 

mac

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Hallo Ich,

vielen Dank für Deine Antwort und den Link! :)

Zunächst dachte ich: Wenn zuerst Protonen gebildet wurden, dann muß ihre elektrostatische Kraft wesentlich größer gewesen sein, als die Gravitation. Aber wenn Gravitation vorher da war, dann war zu diesem Zeitpunkt ihre bereits erreichte Reichweite auch deutlich größer. Das könnte sich über einen bestimmten Zeitverlauf auch irgendwie gegenseitig mehr oder weniger kompensieren? Dann fiel mir ein, daß ja noch vorher die starke Kernkraft da war, mit einer, im Quark-Gluonen-Plasma auch schon begrenzten Reichweite? Kein Ahnung? Aber wie auch immer, das Ganze wird für mich immer unübersichtlicher. Ich fürchte, mit diesem Thema komme ich nicht wirklich weiter, das scheint mir mehr als eine Nummer zu groß für mich.

Bliebe noch die Frage, ob und wie man einen Überschuss an Elektronen oder Protonen erkennen könnte, ob es theoretische Gründe für oder gegen solche Unterschiede gibt. Nur die Frage ob das die gesuchte DE sein kann, ist ja dann mit Deinem Zitat zumindest informativ geklärt.

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo Orbit,

Einstein ist damals nicht von einem beschleunigt expandierenden Universum ausgegangen.

Mit einer beschleunigten Expansion wächst unser Ereignishorizont asymptotisch zu einem, auf die umhüllte Materie bezogenen Maximum, dessen Grenze (nach Standardmodell) heute bei irgendwo 65E9 Lichtjahren liegt und bei dem die heutige Grenze des Ereignishorizontes irgendwo zwischen 40 und 50E9 Lichtjahren liegt. Würde sich die Ausdehnung des Universums jetzt verlangsamen und umkehren, dann würde dieser Ereignishorizont die derzeit geltende äußerer Grenze seiner Reichweite erheblich erweitern (abhängig vom zeitlichen Ablauf der Abbremsung und Schrumpfung)

Wenn die Gravitation also der bestimmende Faktor für diese Schrumpfung wäre, dann kann sie (mit der bisherigen Vorgeschichte) nicht symmetrisch ablaufen, weil die jeweils sichtbare Masse zu den Zeitpunkten, an denen das Universum wieder die gleiche Ausdehnung hätte wie vorher bei der Expansion, erheblich mehr Masse innerhalb des Ereignishorizontes wäre und damit die bestimmende Kraft für die Schrumpfung zu diesen Zeitpunkten auch wesentlich größer wäre, als sie es zum Zeitpunkt der Expansion war.
Herzliche Grüße

MAC

ps. Danke für den Link :)
 
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