Mai 20 2011

Die Urknallmaschine

Der totale Energieinhalt des Universums ist Null. Daraus lässt sich vielleicht ableiten, dass ein Urknall keine Energie braucht – könnten wir also eines Tages unseren eigenen Urknall produzieren?

Es gehört zu den überraschendsten Einsichten der modernen Kosmologie, dass der Energieinhalt des gesamten Universums Null ist. Wie kann das gehen? Natürlich haben die Masse von Sternen, Planeten, Gaswolken, sowie deren relative Bewegung zueinander, eine positive Energie. Diese lässt sich mit Einstein’s Formel E = mc^2 berechnen. Aber das Universum enthält auch eine gewaltige Menge an negativer Energie. Negative Energie? Das gibt es, sogar im Alltag: es ist Energie, die – gewissermassen – bereits in etwas investiert wurde. So hat etwa ein Ball, den man aus einer bestimmten Höhe fallen lässt, „potentielle“ (negative) Energie. Er beschleunigt beim Fallen und wird immer schneller, gewinnt also rasch an kinetischer Energie – doch woher kommt diese? Sie kann nicht einfach aus dem Nichts kommen: Der Energieerhaltungssatz verbietet das. Die Energie kommt gewissermassen aus seiner „Höhe über dem Boden“ und wird, in dieser Form, „potentielle“ Energie genannt. Sie wurde, als der Ball angehoben wurde, bereits investiert. Ein anderes Beispiel ist ein gespanntes Gummiband: auch dessen Energie scheint aus dem „Nichts“ zu kommen, doch wieder handelt es sich um Energie, die zuvor ins Spannen des Gummibands investiert wurde. Ein drittes Beispiel ist ein Wärmebeutel, in dem eine Substanz auskristallisiert und dabei Energie in Form von Wärme freisetzt.

Genauso verhält es sich beim Universum: Es besteht eben nicht nur aus Sternen, Planeten, Gaswolken sowie deren Bewegung, sondern es wurde eine gewaltige Menge an Energie investiert, diese an ihre heutigen Positionen zu bringen. Das Universum hätte nämlich nicht expandieren müssen, als es kurz nach dem Urknall noch ultrakompakt war. Die Expansionsbewegung des Universum – von der Inflation in den allerersten Sekundenbruchteilen bis zur heutigen Expansion – kann als gewaltiges, negatives „Potential“ ausgedrückt werden. Addiert man die tatsächlich im Universum vorhandenen positiven und negativen Energien, kommt gerade etwa Null raus.

Das kann man sogar recht einfach zeigen (alle Angaben stammen aus einer kurzen Arbeit von Edward P. Tryon, die 1973 in der Zeitschrift Nature erschienen ist). Potentzielle Energie, die eine Testmasse m relativ zum Rest des Universums hat, berechnet sich zu

E(g) = – GmM/R (1)

wobei G die Gravitationskonstante, M (hier) die Masse des Universums und R den Radius des (sichtbaren) Universums ist. R ist auch näherungsweise c/H, also die Lichtgeschwindigkeit geteilt durch die Hubble-Konstante.

Da das Universum eine flache Geometrie hat (der Raum ist auf grossen Skalen „euklidisch“, also ein perfekter, ungekrümmter 3D-Raum), muss sein totaler Energieinhalt gerade der kritischen Dichte entsprechen. Diese berechnet sich zu

rho(krit) = (3*H^3)/(8*Pi*G) (2)

Setzt man nun für M in (1) die kritische Dichte in, gemäss M = rho(krit) * 4/3*Pi*R^3 (dh, im sichtbaren Universum, einer Kugel mit Radius R, herrscht die kritische Dichte), und ersetzt man R überall durch c/H, dann erhält man, nach dem Kürzen

E(g) = -mc^2/2

Die potentielle Energie, die jede Testmasse relativ zu allen anderen Massen im Universum hat, entspricht also gerade ihrer Massen-Energie (mc^2). Zwar innerhalb eines Faktors 2, der uns aber nicht gross zu kümmern braucht, angesichts dessen, dass hier völlig voneinander unabhängige Faktoren eingeflossen sind, die genauso gut ein um viele Grössenordnungen „falsches“ Ergebnis hätten liefern können (z.B. -mc^3 oder -mc, und schon wären wir extrem weit von diesem Ergebnis weg gewesen).

Höchst erstaunlich. Das Universum insgesamt, oder „von aussen betrachtet“, hat also gar keine Energie.

Dieser Gedankengang hat einerseits etwas beruhigendes, ja sogar ästhetisches an sich: denn wenn das Universum tatsächlich aus dem Nichts kam, sollte es auch keine Energie haben. Nicht einmal der Urknall verletzt also die Energieerhaltung: vorher war Nichts, und nachher ebenso – bloss liegt das „Nichts“ nach dem Urknall in einer anderen Form vor. In diesem Kontext scheint es so, als sei der Urknall lediglich eine Art Kipp-Punkt oder Kristallisations-Keim, an dem das „Nichts“ einen Phasenübergang in einen neuen Zustand machte. Doch wie kam es zu diesem Kipp-Punkt, zu diesem Keim?

Es gibt Kosmologen, die vorschlagen, dass vor dem Urknall nur ein gewaltiger, leerer (vielleicht expandierender) Raum vorlag. In diesem Raum finden Quantenfluktuationen statt: Teilchen entstehen und verschwinden wieder in den leeren Raum. Wenn man nur lange genug wartet, wird jedes erdenkliche Teilchen, jede erdenkliche Kombination von Teilchen (sogar Boltzmann-Gehirne) irgendwann auftreten. Das heisst, wie auch immer der oben genannte „Keim“ geartet ist, was auch immer nötig ist, um einen Urknall auszulösen: Es wird irgendwann ohnehin geschehen. Da wir das leere, expandierende Universum nicht beobachten können, wohl aber das, was auf einen Urknall folgt, glauben wir, das ganze Universum sei im Urknall entstanden. Das einzige, was wir über diesen „Keim“ sagen können ist, dass er wohl seltener als einmal alle 14 Mrd Jahre auftritt, sonst wären wir ja – vermutlich – nicht hier.

Doch damit kommen wir zum beunruhigenden (wenn auch spekulativen) Teil: Wenn es so einfach ist, einen Urknall zu erzeugen, könnte es doch sein, dass nicht nur zufällige Quanten-Fluktuationen, sondern auch speziell dafür entworfene Technologie einen solchen hervorbringen kann. Was wären die Folgen einer solchen „Urknallmaschine“? Würde es bedeuten, dass unser Universum durch den neuen, „künstlichen“ Urknall zerstört wird, oder gelänge es, den Urknall vielmehr in einer „Flasche“, die nicht in direktem Kontakt mit unserem eigenen Universum steht, durchzuführen? Wir wissen es nicht. Ähnliche Ideen von theoretischen Physikern wie Lee Smolin gehen dahin, dass jedes Schwarze Loch seinerseits ein Universum beinhalten könnte (dies nennt man die Idee vom fruchtbaren Universum), wobei die Entstehung des Schwarzen Lochs dem jeweiligen Urknall entspricht. In diesem Fall entsteht ein Universum im Universum, ohne dass das „übergeordnete“ Univesum zerstört wird. Doch genauso ist es denkbar, dass der neue, künstliche Urknall sich einfach in denselben Raum hinein ausbreiten würde wie jener, in dem unser Universum angesiedelt ist… (vielleicht enthält der Mikrowellenhintergrund des Universums ja, in stark verdünnter Form, die erstaunten, überraschten, neugierigen Gesichtsausdrücke einiger eifriger, aber glückloser Forscher in der letzten Inkarnation des Universums?)

In diesem Fall wäre die Urknallmaschine natürlich auch die ultimative Waffe. Nicht nur eine Stadt, oder den ganzen Planeten kann man damit zerstören – das ganze Universum läge in den Händen all jener, die die Technologie der Urknallmaschine verstehen und anwenden können. Natürlich wäre allen bewusst, dass der Einsatz der Urknallmaschine auch ihr eigenes Ende bedeuten würde. Aber können wir wirklich sicher sein, dass das niemand wollen wird? Was ist mit religiösen Fundamentalisten, die glauben werden, endlich den Schlüssel zum Paradies gefunden zu haben? Das bringt uns natürlich auch zurück zum berühmten Red Mercury Problem: Wie überlebt eine Zivilisation in einer Welt, in der sich jeder eine Weltuntergangswaffe basteln kann? Wie würde die Zivilisation auf die Entdeckung reagieren, das Urknallmaschinen möglich sind? Sofortiges Verbot jeglicher Forschung? Verbot jeglicher Religion? Rigorose Überwachung aller Menschen? Zurück in die Steinzeit?

Es gäbe – in dieser Situation – ein gutes Argument dafür, eben gerade nicht in die Steinzeit zurückzukehren. Denn niemand weiss, wieviele ausserirdische Zivilisationen da draussen existieren. Was, wenn eine von ihnen beschliesst, die Urknallmaschine einzusetzen? Würden wir unser Schicksal, irgendwann durch den Willen einer weit, weit entfernten ausserirdischen Zivilisation zu sterben, einfach akzeptieren? Oder würden wir versuchen, etwas dagegen zu unternehmen? Das können wir jedoch nur, wenn wir nach ihnen suchen, wenn wir versuchen, mit ihnen in Kontakt zu treten, oder sogar, sie davon abzuhalten, jemals die Technologie für die Urknallmaschine zu entwickeln. Gut denkbar, dass die Verhinderung von Urknallmaschinen sogar eine starke – oder gar die einzige? – Motivation für ein Inhibitor-Netzwerk sein könnte.

Natrürlich ist das alles hypothetisch. Wir wissen nicht, ob der Energieinhalt des Universums wirklich exakt Null ist: schon eine irrsinnig kleine Abweichung könnte den Aufwand für eine Urknallmaschine unerreichbar hoch setzen. Aber, und das ist der Punkt, es ist nicht ganz ausgeschlossen. Es ist nicht falsch oder sinnlos, sich darüber Gedanken zu machen, was in einem solchen Fall geschehen würde, könnte, müsste. Die Menschheit wird in der Zukunft ohnehin immer heftiger mit dem Red Mercury Problem in Kontakt kommen: immer mehr Menschen haben Zugang zu immer mächtigerer Technologie. Die Frage, ob, und wie wir damit umgehen, könnte darüber entscheiden, ob die Menschheit eine langfristige Zukunft hat.

29 Comments

  • By heraklit, 20. Mai 2011 @ 22:45

    Eine Analogie aus der Wirtschaft:
    Wenn ich eine eigene Währung erfände( nennen wir sie 1Me =100 Mine), und sie an andere verlieh , sagen wir 1 Million Me,
    hätten diese 1 Million Me um etwas zu kaufen, diese Summe aber auch Schulden bei mir.
    Der Gesamtgeldgehalt meines Währungssystems wäre null.
    Dem Euro oder Franken wäre das aber völlig egal, weil meine Währung keinen realen Gegenwert hat und daher wertlos ist.

    Wir leben nicht in der Matrix, in der man sich einfach Waffenregale oder Hubschrauberflugkenntnisse hochladen kann.
    (Soweit ich weiß jedenfalls).
    Meine Intuition ist dass wir Universen erschaffen könnten, bis uns langweilig wird, unseres bleibt davon unberührt.

  • By Bynaus, 21. Mai 2011 @ 16:37

    Ich sehe nicht ganz, was das mit der \“Matrix\“ zu tun haben soll (zudem: leben wir wirklich nicht in der Matrix? 😉 )… Warum sollte das \“Erschaffen\“ eines Universums, bzw. eines Urknalls ohne Folgen bleiben – bloss weil es die Energieerhaltung nicht verletzt? Eine Atombombe verletzt die Energieerhaltung auch nicht, trotzdem kann man nicht sagen, dass sie Folgenlos ist… Klar, wir reden hier rein hypothetisch, aber ich sehe nicht, auf welcher Grundlage man eine Auswirkung auf unser Universum ausschliessen sollte. Intuition ist – das hat die Wissenschaftsgeschichte immer wieder gezeigt – in solche Dingen ein äusserst schlechter Ratgeber.

  • By D., 21. Mai 2011 @ 21:23

    Das ist so ähnlich wie die Überlegung, dass \“echtes Vakuum\“ sich im Universum ausbreiten könnte…

    Wie dem auch sei: Ist es nicht so, dass der Urknall rein logisch gesehen aus dem Nichts entstanden sein muss?

  • By Bynaus, 22. Mai 2011 @ 12:13

    So ähnlich wie die Sache mit dem \“echten Vakuum\“, ja.

    Aber nein, der Urknall muss nicht rein logisch gesehen aus dem Nichts entstanden sein. Wer am Ufer einer kleinen Insel sitzt und in alle Richtungen nur Meer sieht, kann keine Aussagen über das machen, was jenseits der Horizontes ist. Da alles, was wir sehen, im Urknall oder im daraus entstandenen Universum entstanden ist können wir keine Aussagen machen über das, was \“davor\“ war.

  • By Beverly, 22. Mai 2011 @ 22:22

    Eine \“Urknall-Maschine\“, die das ganze Universum zerstören kann und wo wir jetzt alle ganz doll Angst haben müssen … das ist noch nur hirnverbrannte Angstmache und hat mit seriöser Wissenschaft nichts mehr zu tun.

  • By D., 22. Mai 2011 @ 22:41

    @Beverly hat am 22.05.2011 20:22:26 geschrieben:
    Noch nie vom \“Gedankenspiel\“ gehört?

  • By Araya, 23. Mai 2011 @ 02:23

    Nette Idee, aber wenn eine Urknallmaschine möglich wäre, dann wäre sie schon gebaut und eingesetzt worden. Da wir aber noch anscheinend existieren und das Universum auch schon 13-14 Milliarden Jahre Bestand hat dürfte die Konstruktion einer derartigen Maschine unmöglich oder so schwer sein als das es keine Zivilisation in der Zeitspanne seit den Urknall zu vollbringen vermochte und das angesichts der enormen, vielleicht gar unendlichen Größe des Universums (dann kämme ja noch die Konsequenz der Unendlichkeit zum Tragen).

    @Beverly, warum so aggressiv hast du nun Angst von einer Fremden Zivilisation in die Luft gesprengt zu werden. ^^ Ich finde die Artikel von Bynaus alles sehr lesenswert und die Gedankenspiele mit am interessantesten, daher von meiner Seite weiter so.

  • By Daniel, 23. Mai 2011 @ 10:01

    Nach dem Zeitalter der Kernwaffen, könnte ich mit die Entwicklung einer Materie/Antimateriebombe gut vorstellen.
    Damit wären wir erstmal in der Lage einen grösseren Planeten zu deformieren.

  • By Bynaus, 23. Mai 2011 @ 11:11

    @Beverly: Ich will doch niemandem Angst machen – ich will nur spielen. 🙂 Im Ernst, der Artikel ist als Gedankenanstoss gedacht, sicher nicht als \“Panikmache\“: Ist eine Urknallmaschine möglich? Wenn das Universum wirklich aus \“nichts\“ entstand, sein Energieinhalt also nahezu Null ist – dann ist alles, was es dafür braucht, ein \“Mechanismus\“, um den Prozess anzustossen.

    Wie erwähnt, selbst, wenn Urknallmaschinen unmöglich sind, lohnt es sich, über das Red Mercury Problem nachzudenken, das ich auch schon aufgeriffen habe.

    @Araya: Von wem gebaut und eingesetzt? Ja richtig, in unserem Vergangenheitslichtkegel hat niemand eine Urknallmaschine eingesetzt. Anderseits sehen wir in unserem Vergangenheitslichtkegel auch keine Spur von Zivilisationen. Wenn jede Zivilisation relativ früh in ihrer Geschichte eine Urknallmaschine hervorbringt, und der \“neue\“ Urknall sich mit Lichtgeschwindigkeit in das alte Universum zwängt, würde man erwarten, dass auch jede Zivilisation ein leeres Universum beobachtet, bevor sie entweder ihren eigenen Urknall startet oder von dem der Nachbarn weggeputzt wird. Anderseits ist unser Universum selbst vermutlich aus einer überlichtschnellen Ausdehnung (Inflation) hervorgegangen, so dass der Einsatz einer Urknallmaschine irgendwo im Universum zum sofortigen Ende des gesamten Universums führt. In beiden Fällen wäre die Entdeckung einer anderen, sehr viel älteren Zivilisation ein deutlicher Hinweis darauf, dass Urknallmaschinen nicht möglich sind.

    @Daniel: Die Urknallmaschine hat direkt nichts mit einer Materie/Antimaterie-Bombe zu tun. Eine solche Bombe dürfte sehr schwierig herzustellen sein – wir können ja nur allerkleinste Mengen (noch nicht einmal ein Nanogramm) davon herstellen. Zwar setzt ein kg Antimaterie eine Sprengkraft von etwa 26 Megatonnen frei, halb so viel wie die grösste Atombombe (die Tsar-Bombe). Aber für deine Deformation eines grösseren Planeten bräuchte es dann schon gigantische Mengen Antimaterie – vermutlich wäre es billiger und einfacher, dieselbe Sprengkraft mit Uran zu erreichen.

  • By heraklit, 23. Mai 2011 @ 18:52

    Wie muss man sich das vorstellen:
    Breitet sich die Schockwelle des zweiten Urknalls mit
    Lichtgeschwindigkeit im ersten Universum aus?
    Ja ich weiß das kann niemand sagen, aber ist der andere Fall überhaupt möglich, dass unser Universum instantan annihiliert wird,
    weil ein zweites entsteht?

  • By Bär, 23. Mai 2011 @ 19:51

    Wieso sollte denn eine andere Zivilisation sich selbst mit einem eigenen Urknall auslöschen? Dass bisher ja wohl noch nichts passiert ist, zeigt, dass diese Ausserirdischen doch ganz schön schlau sind (oder dass es tatsächlich unmöglich ist).
    Außerdem müsste sich die ganze Materie ja erstmal zusammenziehen, bevor sie wieder auseinanderfliegt, oder?
    Sonst müssten ja auf ein mal gewaltige Mengen an Materie entstehen…

  • By Bynaus, 23. Mai 2011 @ 21:20

    @heraklit: Solche Details dürften angesichts keinerlei Hinweise auf die tatsächliche Möglichkeit von Urknallmaschinen äusserst schwierig zu beantworten sein…

    @Bär: Hast du den Artikel gelesen? Vor allem den ersten Teil?

  • By kritisch, 24. Mai 2011 @ 18:37

    Wie kommst du darauf, dass der 3+1 dimensionale Raum, in dem wir uns befinden, gleichzusetzen ist (z.B. dimensional, energetisch), mit dem Bereich in dem der Urknall stattfand. Die zu erwartenden Unterschiede zwängen eine Urknallmaschine den mittlerweile 14Mrd.LJ entfernten Rand innerhalb des eigenen Wirkungsbereiches zu bekommen, um von den günstigen Bedingungen (Möglichkeit zur Urknallung) zu profitieren (siehe Bärs Post).
    Eventuell (dabei nicht weniger esoterisch) könntest du dir über 4+1 (od. höher) dimensional wirkende Universen innerhalb schwarzer Löcher Gedanken machen, da der exotische Zustand solcher Singularitäten wohl die stärksten Hinweise auf Gesetzmäßigkeiten ausserhalb unseres bekannten 3+1 Unikums bietet.

  • By Denis, 24. Mai 2011 @ 21:59

    Was mich erstaunt ist, und es erstaunt mich irgednwie auch gar nicht, ist, dass die resultierende Formel wie unser alle bekannte quadratische Funktion ist, denn wenn ich aus Spaß mal

    E = -mc^2/2 nach der Lichgeschwindigkeit ableite,

    kommt sowas feines wie

    E = -m*c

    und dann mal nach der Masse integriere:

    E = -m^2*c/2

    heraus, und ich frage nun Sie oder Sie ;), verbirgt sich dahinter etwas? Das nur am Rande..

  • By Lars, 25. Mai 2011 @ 00:49

    Hallo passt zwar überhaupt nicht zum thema aber wusste nicht wo ich das ganze sonst posten sollte.Denkt ihr auch das sich der krieg in libyen zu einem globalen krieg ausweiten wird? ich meine wenn russland sich erstmal mit der nato in die wolle kriegt ,weil die nato wohl gegen die resolution verstossen haben oder so.sorry nochmal das ich das hier gepostet habe ,würde mich trotzdem auf ne antwort freuen.

  • By Bynaus, 25. Mai 2011 @ 09:32

    @kritisch: Keine Ahnung – wer sagt, dass er nicht gleichzusetzen ist? Über Universen in Schwarzen Löchern habe ich bereits mal nachgedacht – siehe den im Artikel oben verlinkten Artikel zum fruchtbaren Universum.

    @Denis: Was soll sich dahinter verstecken ausser ein bisschen Mathematik?

    @Lars: Nein, das ist hier definitiv der falsche Ort für eine solche Diskussion.

  • By Lars, 25. Mai 2011 @ 10:32

    Sorry ich wollte nur wissen welche meinung ihr zu dem ganzen habt .

  • By Der Beobachter, 25. Mai 2011 @ 20:29

    Universen in schwarzen Löchern, bzw. Urknälle in der Flasche, liegen, so wie Multiversen, definitiv ausserhalb unseres Erkenntnishorizonts. Man kann sich beliebige Gedanken darüber machen, sie bringen gewiss keinen Erkenntnisgewinn. Es ist so ähnlich wie die Geschichte mit den allgegenwertigen unsichtbaren Einhörnern, die keine Spuren hinterlassen. Wir werden niemals wissen ob es sie tätsächlich gibt 😉 und es ist auch völlig bedeutungslos.

    Das ist bei einem sich hier ausbreitenden Urknall natürlich anders.
    >\“Wenn jede Zivilisation relativ früh in ihrer Geschichte eine Urknallmaschine hervorbringt, und der \“neue\“ Urknall sich mit Lichtgeschwindigkeit in das alte Universum zwängt, würde man erwarten, dass auch jede Zivilisation ein leeres Universum beobachtet, bevor sie entweder ihren eigenen Urknall startet oder von dem der Nachbarn weggeputzt wird.\“< Dieser Überlegung ist nichts entgegenzusetzten. Nimmt man dies jedoch an muss man auch anerkennen das man den eigenen Untergang sowieso nicht verhindern kann. Es gibt aber noch die unwahrscheinliche Möglichkeit das man selbst die aller erste Zivilisation ist die das evtl. irgendwann mal zu leisten vermag. Das Problem dabei ist, dass man diesen Fall vom oben zitierten durch Beobachtung nicht unterscheiden kann. Das bestreben diesen, wenn auch unwahrscheinlichen, Umstand aufrecht zu erhalten könnte tatsächlich dazu führen dass Inhibitoren entsannt werden, nur um sicher zu gehen. Es besteht also die Möglichkeit, dass uns in einer fernen Zukunft vielleicht tatsächlich Inhibitoren begegnen. Vielleicht sogar entartete, die wir dereinst aus dümmlicher Angst selbst entsannten. Unnötigerweise... Es bleibt zu hoffen, dass die Gewissheit, dass man in diesem unserem Universum keine derartige Urknallmaschine bauen kann, nicht ausserhalb unseres Erkenntnishorizonts liegt. Und dass sie uns rechtzeitig erreicht.

  • By Bynaus, 25. Mai 2011 @ 22:26

    @Der Beobachter: Ein Kommentar von dir, dem ich mich vollumfänglich anschliessen kann. Wie langweilig! 😉

    \“Das bestreben diesen, wenn auch unwahrscheinlichen, Umstand aufrecht zu erhalten könnte tatsächlich dazu führen dass Inhibitoren entsannt werden, nur um sicher zu gehen.\“

    Man muss dabei auch bedenken, dass Inhibitoren äussert \“billig\“ sind: man braucht nur einen einzigen zu bauen und loszuschicken.

    \“Vielleicht sogar entartete, die wir dereinst aus dümmlicher Angst selbst entsannten.\“

    Gut möglich. Es gibt natürlich keine Gewissheit, dass die Zivilisation, die die Inhibitoren aussendet, selbst für alle Zeiten von ihnen verschont bleibt. Als einzige Lösung bliebe vermutlich, eine – wie auch immer geartete – Form anzunehmen, die die Inhibitoren nicht mehr als Zivilisation erkennen. Das widerum schafft eine \“Rückzugsnische\“, die sich auch andere Zivilisationen zunutze machen könnten, womit die Inhibitoren ihren eigentlichen Zweck niemals erfüllen können.

  • By D., 25. Mai 2011 @ 23:55

    @Bynaus hat am 25.05.2011 20:26:36 geschrieben:

    Wer sagt uns eigentlich, dass Universum sich in einem übergeordneten Raum wie einem anderen Universum ausdehnen würde? Unser Universum dehnt sich ja auch nicht so aus, sondern über einen anderen, geometrischen Effekt.

    Man könnte die Frage verallgemeinern, ob die Zustände, die zum Urknall führen konnte, im Inneren unseres Universum reproduzierbar sind.

  • By Thanathos, 28. Mai 2011 @ 19:51

    Hallo BYNAUS

    Ich kann dich, so glaube ich …
    in einen kurzen Gedankenexperiment,
    davon überzeugen, dass keine Urknallmaschinen möglich sind …

    Ich gehe jedoch in meinen kurzen Gedankenexperiment davon aus,
    dass wir in einen Universum mit unendlichen Volumen leben …
    (so wie es noch unseren Forschungsstand zu seine scheint …) …

    Du Spielst, wie ich des Öfteren lesen könnte,
    gerne mit der Idee von Boltzmann-Gehirnen …
    Das es die bei einem unendlich großem Universum,
    schon irgendwo geben muss ist klar …
    und das es auf das gesamte Universum verteilt,
    unendlich von ihnen geben muss (bei einen unendlichem Volumen),
    scheint auch klar zu sein …

    Sollte es dann nicht auch schon Boltzmann-Urknallmaschinen irgendwo geben … und sollte auch nicht gerade jetzt irgendwo eine Boltzmnn-Urknallmaschine enstanden sein, welche so entstanden ist das sie in 3 Sekunden anspringt … ???

    Die Antwort scheint zu sein: „Ja, wenn die Möglichkeit dazu größer Null ist“ …
    Da das nicht der Fall ist, scheint die Wahrscheinlichkeit, dass eine Urknallmaschine möglich ist genau bei Null zu liegen …

    Als scheint eine Urknallmaschine unmöglich zu sein …

    Siehst du das auch so … ???

    FG Thanathos

  • By Der Beobachter, 30. Mai 2011 @ 18:15

    @ Thanathos

    Das sehe ich nicht so.
    1. nehme ich nicht an das das Universum unendlich ist. Die Unendlichkeit beraubt die meisten Überlegungen ihrer Sinnhaftigkeit. Und dass zumindest das alter des Universums endlich zu sein scheint ist für mich Indiz genug das das auch auf die anderen Parameter zutrifft. Das tut aber eigentlich nichts zur Sache.
    Denn wenn wir 2. annehmen würden das Universum wäre räumlich unendlich, müssten wir wirklich annehmen das genau jetzt irgendwo eine Bolzmann Urknallmaschine entsteht. Sie wäre aber mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit so weit von uns weg, dass uns die Auswirkungen ihres Urknalls erst in einer enorm fernen Zukunft ( viele Fantastiliarden Jahre ) erreichen. Das Universum ist dafür viel zu jung. Daher lässt sich nicht ausschließen das solche Urknallmaschinen bereits existieren, in unendlicher Zahl.
    Das hilft überhaupt nicht weiter.

  • By Thanathos, 30. Mai 2011 @ 23:05

    @ „DER BEOBACHTER“ („AM 30.05.2011 16:15:36 GESCHRIEBEN“)

    „1. nehme ich nicht an das das Universum unendlich ist.“
    Messungen und Auswertungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, so wie die Suche nach einer Raumkrümmung, sind der Grund warum das Model, eines flachen Universum mit unendlichen Volumen und relativ homogen verteilter Masse, jenes ist welches mit Abstand als am wahrscheinlichsten gilt, und unter Kosmologen auch mit Abstand am weitverbreitetsten ist …

    „Die Unendlichkeit beraubt die meisten Überlegungen ihrer Sinnhaftigkeit.“
    Welche … ? Nenn mir bitte konkrete Beispiele …
    Welche anerkannten Theorien stehen im Widerspruch zu einen Universum mit unendlichem Volumen … ???

    „Und dass zumindest das alter des Universums endlich zu sein scheint ist für mich Indiz genug das das auch auf die anderen Parameter zutrifft.“
    In wie fern ist das ein Indiz dazu …
    In der modernen Kosmologie ist die Endlichkeit des der Zeit in der Vergangenheit, kein Widerspruch zu der Theorie eines Universums mit unendlichen Volumen … (Auch wenn dies von Pseudomöchtegernwissenschaftlern gelegentlich so ausgelegt wird … denn JA auch ein unendlich großes Universum kann sich beliebig Ausdehnen … das spricht Mathematisch NICHTS dagegen … )

    „Denn wenn wir 2. annehmen würden das Universum wäre räumlich unendlich, müssten wir wirklich annehmen das genau jetzt irgendwo eine Bolzmann Urknallmaschine entsteht. Sie wäre aber mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit so weit von uns weg, dass uns die Auswirkungen ihres Urknalls erst in einer enorm fernen Zukunft ( viele Fantastiliarden Jahre ) erreichen.“
    In der modernen Kosmologie geht man davon aus, dass der Urknall an jedem Punkt im Universum zugleich stattfand, denn mit ihm entstand ja bekanntlich die Raum-Zeit … Bei einen Universum mit unendlichen Volumen (wie es für das unsrige von Experten bevorzugt wird), hätte das Universum bereits direkt nach den Urknall ein unendliches Volumen … Anders gesagt, es wäre sofort uneidlich Groß, und der Raum würde sich danach dennoch ausdehnen und Abkühlen …
    Wenn jetzt gerade irgendwo eine Boltzmnn-Urknallmaschine am Werk wäre und ein Universum mit unendlichen Volumen erschaffen würde … wären gebe es zeitgleich Auswirkungen im gesamten Universum …

    FG Thanathos

  • By Der Beobachter, 31. Mai 2011 @ 16:50

    @ Thanatos
    \“Welche anerkannten Theorien stehen im Widerspruch zu einen Universum mit unendlichem Volumen … ???\“

    Keine. Es spricht aber auch keine dafür.

    \“Messungen und Auswertungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, so wie die Suche nach einer Raumkrümmung,…\“

    Das alles deutet nur darauf hin dass das Universum deutlich größer als der von uns beobachtbare Ausschnitt ist. Es heißt nicht dass es unendlich ist.
    Die Wahrheit ist: Wir wissen es nicht und werden es niemals wissen.

    \“…und unter Kosmologen auch mit Abstand am weitverbreitetsten ist\“
    Deshalb würd ich das so auch nicht behaupten.

    \“Welche … ? Nenn mir bitte konkrete Beispiele …\“

    In einem probabilistischen Universum, und in solch einem leben wir, von unendlicher Größe müsste ich annehmen dass alles was möglich ist auch existiert, gleichzeitig und jeder zeit. Unendlich oft, in identischer Ausführung. Es wäre ebenso wahrscheinlich dass ich ein halluzinierendes Bolzmann Gehirn bin, wie dass ich Sklave in einer Matrix Maschine bin oder was man sich sonnst noch zusammenspinnen kann, oder dass ich ein tatsächlich kausal entstandener Beobachter der Welt bin in der ich mich wieder finde. Keine der Positionen ließe sich besser argumentieren als eine beliebige andere. Das hilft überhaupt nicht weiter.

    Unendlichkeiten enthalten keine Erkenntnisse. Ein Theorie die an irgend einem Punkt zu auf Unendlichkeiten trifft wird gemeinhin als unvollständig betrachtet. Nicht dazu in der Lage an diesem Punkt irgend eine Auskunft, eine Erkenntnis zu vermitteln, oder die Welt an diesem Punkt zu beschreiben.
    Unendlichkeiten sind gemeinhin zu vermeiden. Daher betrachte ich es als vernünftiger von einem Universum endlicher Größe auszugehen. Auch wenn wir das niemals werden wissen können.

    Aber selbst wenn es unendlich wäre:
    \“Wenn jetzt gerade irgendwo eine Boltzmnn-Urknallmaschine am Werk wäre und ein Universum mit unendlichen Volumen erschaffen würde … wären gebe es zeitgleich Auswirkungen im gesamten Universum …\“

    Ein derartiger Urknall ist in unserem Universum in der tat nicht möglich. Eine der grundlegensten Eigenschaften unserer Raumzeit ist nämlich, dass Kausalität darin nur mit einer endlichen Geschwindigkeit von statten gehen kann. Etwas das überall gleichzeitig stattfinden existiert nicht. Es existiert nichtmal eine allgemeine Gleichzeitigkeit.
    Ein derartiger Urknall könnte zwar ein Universum das nach innen hin augenblicklich unendlich groß ist schaffen, aber es wir bestimmt nicht von aussen, aus unserem Universum, augenblicklich unendlich groß sein. Die Auswirkungen eines solchen Ereignisses können den eigenen Zukunftslichtkegel nicht verlassen, sie werden uns maximal mit Lichtgeschwindigkeit erreichen.
    Und da die nächste Bolzmann Urknallmaschine mit hoher Sicherheit sehr sehr weit weg ist, wird das noch sehr sehr lange dauern.
    Man kann bestimmt ausrechenen wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass sich eine solche Maschine im Umkreis von 13,7 Mrd Lichtjahren befindet. Ohne ein spezielles Talent dafür zu haben traue ich mich vorherzusagen das sie wohl gegen Null geht…. 🙂

  • By Bynaus, 12. Juni 2011 @ 17:35

    \“Ein derartiger Urknall könnte zwar ein Universum das nach innen hin augenblicklich unendlich groß ist schaffen, aber es wir bestimmt nicht von aussen, aus unserem Universum, augenblicklich unendlich groß sein.\“

    Das ist ein interessanter Gedanke, ist wohl auch richtig so. Das heisst, es gibt einfach in unserem Vergangenheitslichtkegel keine Urknallmaschinen. Darüber hinaus können wir nichts sagen.

  • By Der Beobachter, 24. August 2011 @ 15:39

    @Thanathos
    Ein interessanter Artikel zum Thema unendliches Universum und seiner Topologie ist im aktuellen Bild der Wissenschaften zu lesen. Kurz umrissen steht darin dass auch ein euklidischer, also flacher, Raum eine mehrfach verbundene Topologie besitzen kann, und damit endlich sein kann.
    Die momentan verbreitetste Annahme unter derart aktiven Kosmologen scheint zu sein, dass das Universum die Topologie eines Hypertorus aufweist, was einige Probleme lösen würde.

  • By david, 4. Dezember 2016 @ 18:35

    Selbst wenn das Universum von aussen gesehen null Energie enthalten würde, bräuchte es ja eine Energie von aussen, welche den ganzen Vorgang ins Rollen gebracht hat. Oder etwa nicht? Auch verstehe ich nicht, wieso wir Menschen uns für so klug halten, wo wir doch nicht einmal wissen, ob das Universum unendlich ist. Und trotzdem behaupten wir es gäbe kein Gott. Unser Wissen ist doch viel zu relativ um solch ein Urteil zu fällen!

Other Links to this Post

  1. Anonymous — 3. September 2014 @ 17:23

  2. Wie kam das Universum ins Dasein? - Seite 23 — 18. September 2014 @ 15:08

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