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Frage: Universum zur Planck-Zeit

Jenseits des etablierten Standardmodells der Elementarteilchenphysik und der Allgemeinen Relativitätstheorie, d.h. Quantengravitation, Supersymmetrie und Supergravitation, Stringtheorien...
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Amigo
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Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von Amigo » 3. Feb 2017, 19:09

Hallo zusammen, ich bin neu hier dankeschön für die Freischaltung.

Ich habe eine Frage zur Anfangszeit des Universums: Als das All erst eine Planck-Zeit alt war, waren alles was es an Materie und Energie gibt auf einer Planck-Länge zusammengepresst und dehnt sich seitdem aus. Jetzt entspricht auf dieser Längenskala die größtmögliche Dichte einer Masse von 10x-^8Kg, was ja nun sehr wenig ist. Meine Frage ist jetzt: Was habe ich nicht verstanden? :D Die Masse im Universum ist ja weitaus größer, weshalb wird mit Planck Einheiten argumentiert, wenn zumindest Länge oder Dichte bei dem alter einer Planck-Zeit größer gewesen sein müssten/sollten? Ich verstehe das einfach nicht. Bitte helft, das interessiert mich sehr. :D

deltaxp
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Re: Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von deltaxp » 3. Feb 2017, 22:59

eine mögliche lösung bietet die inflationstheorie.
dort brauchst du nicht die gesamte masse. die bildet sich erst nachderinflation.

du hast zur planckzeit eine winziges gebiet mit einem falschem vacuum auf sehr hoher energiedichte.
aber das entspricht nur mikroskopischen massen absolut gesehen. Ursache für diese hohe energiedichte kann
eine Vakuum Fluktuation sein (aber darüber macht die inflationstheorie keine aussage, sie geht davon aus, dass es den zustand gab)

der Witz ist. diese hohe vacuum-energiedichte führt zu einer der superluminaren expansion in dem sich das Universum in 10-32 Sekunden um das 10^50 fache oder mehr ausdehnt. da die vacuumenergiedichte nahezu konstant ist (gibt verschiedene modelle wie dasinflatonfeldaussieht)
hat nun der gesamte riesige raumbereich diese horende energiedichte. nun. fragt man sich, aber halt mal. wie stehts mit der energieerhaltung. die enrergie wird aus der Gravitation gezogen. den gravitationsenergie ist negativ und nach unten unbeschränkt. das Universum scheuit sich also nicht schulden zu machen, ganz ähnlich wie eine Regierung :P. der Clou die gesamtenergie: vacuum-energie und gravitationsenergie ist NULL

am ende der Inflation (wie gesagt, nicht ganz konstant) macht das Universum einen phasenübergang. es fällt in einen
stabilen zustand tiefer Energie. die energiedifferenz zu vorher wird dann in Strahlung und Teilchen umgesetzt. eola: dann
hast du alle positive materielle Energie im Universum und als Counterpart dazu negative der Gravitation. gesamt Energie 0. der ultimative free lunch. ein Universum aus dem nichts. und das alles ohne die ganze masse dort reinzustecken, sondern nur ne (fette) vacuumfluktiation

es ist eine Theorie, die empirisch durch die stzruktur der hintergrundstrahlung unterstützt wird. (aber für andere gilt das auch) die noch nicht bewiesen ist. aber sehr elegant und erklärt sehr viel, auch das heutige aussehen des Universums.

Google mal Alan Guth, der schöpfer der inflationstheorie. oder universe from nothing, wenn du mehr Details wissen willst.

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gravi
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Re: Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von gravi » 4. Feb 2017, 11:11

Hallo Amigo,

herzlich willkommen in unserer Mitte!
Ja, ich verstehe dein Problem. Zunächst einmal können wir die Geschichte des Universums nur bis zur Planckzeit zurück verfolgen. Was davor war, entzieht sich uns vollkommen. Nun sind aber zu diesem Zeitpunkt alle 4 Wechselwirkungen, also elektromagnetische WW, Gravitation und starke und schwache WW zu einer einzigen Kraft vereint. Ich denke das ist ein Zustand, in welchem man gar nicht von einer Masse sprechen kann. Denn hier ist ja auch das Higgs- Boson, welches den Teilchen ihre Masse verleiht, einfach nur Bestandteil dieses Zustands. Wie auch alle Teilchen, denn es gibt ja noch gar keine, sie entstehen erst viel später.

Weil es aber keine Teilchen gibt, ist es auch nicht möglich, hier eine Masse zu bestimmen. Denn erst die Summe aller Teilchenmassen gibt die Masse eines Körpers an. Auch ist es daher unsinnig, zu diesem Zeitpunkt den Begriff der Planckmasse zu verwenden. Masse ist hier noch nicht "erfunden" ...

Netten Gruß
gravi
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Amigo
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Re: Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von Amigo » 4. Feb 2017, 18:07

Hallo, danke dass ihr geantwortet habt.

Ich wusste von der Inflationstheorie,allerdings dachte ich, dass sich auch schon während der Inflation das Universum bereits ausgedünnt und abgekühlt hat, und nicht erst nachdem die Inflation abgeschlossen war. Also wenn die Theorie stimmt, hat sich der Weltraum von einer Plancklänge in Bruchteilen einer Sekunde um 10^50 ausgedehnt, was ja ca 1.Lichtjahr wäre ohne dass dabei die Energiedichte gefallen wäre und dann ein Symmetriebruch stattfand, in dem nur eins von ca. 5Mrd Materieteilchen nicht sein Antiteilchen fand. Daraus wurden dann Sterne,Galaxien usw.

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seeker
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Re: Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von seeker » 7. Feb 2017, 00:13

Amigo hat geschrieben:
3. Feb 2017, 19:09
Jetzt entspricht auf dieser Längenskala die größtmögliche Dichte einer Masse von 10x-^8Kg, was ja nun sehr wenig ist.
Die Planckmasse in einem Volumen mit Radius Plancklänge bildet nicht die größtmögliche Masse- bzw. Energiedichte, sondern markiert die Energieskala, ab der Effekte einer Quantengravitation wirksam werden sollten, d.h. Dichten die größer sind, sind durch die gegenwärtig bekannte Physik noch nicht beschreibbar, wohl aber möglich.
Grüße
seeker


Mache nie eine Theorie zu DEINER Theorie!
Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

deltaxp
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Re: Frage: Universum zur Planck-Zeit

Beitrag von deltaxp » 8. Feb 2017, 12:12

Amigo hat geschrieben:
4. Feb 2017, 18:07
Hallo, danke dass ihr geantwortet habt.

Ich wusste von der Inflationstheorie,allerdings dachte ich, dass sich auch schon während der Inflation das Universum bereits ausgedünnt und abgekühlt hat, und nicht erst nachdem die Inflation abgeschlossen war. Also wenn die Theorie stimmt, hat sich der Weltraum von einer Plancklänge in Bruchteilen einer Sekunde um 10^50 ausgedehnt, was ja ca 1.Lichtjahr wäre ohne dass dabei die Energiedichte gefallen wäre und dann ein Symmetriebruch stattfand, in dem nur eins von ca. 5Mrd Materieteilchen nicht sein Antiteilchen fand. Daraus wurden dann Sterne,Galaxien usw.

ja so etwa, während der inflation gab es im Prinzip keine Materie (wenn wir von gravitonen mal absehen, sicher auch nen par inflatonen), die bildete sich ja erste aus der energiedifferenz zwischen dem Grundzustand und dem inflatonfeld-zustand. wenn sie vorher schon da gewesen wäre, wäre sie so verdünnt, dass das Universum im wesentlichen leer wäre. die etwa 10^80 materie-Teilchen in unserm überschaubaren Bereich (und 10^9 mal mehr photonen, die verbliebenen Teilchen sind ja nur der Überrest nach der materie-antimaterie Vernichtung aufgrund eine bis heute noch geklärten cp-verletzung von 10^-9) kamen erst beim absturz über die potentialkante

das Universum war wurde direkt nach der Inflation sogar nochmal aufgeheizt durch die ganze Strahlung. reheating nennt sich die Phase. war aber auch nur kurz

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