Abenteuer-Universum

Nach Einstein, sagen wir dass sich der Raum krümmt wenn Energie/Materie in der Nähe ist.

Wenn nun alle Materie/Energie in einem kleinen Teil des Universums zusammengepfercht ist, wie es in wenigen Sekunden millionstel Sekunden nach dem BB der Fall gewesen sein könnte, würde sich der Raum dann nicht unglaublich stark Krümmen?
Wie könnte es dann sein, das das Universum mal klein gewesen ist, denn wenn der Raum gekrümmt wäre, dann wäre er ja gleichzeitig Größer.
Ich versuch mal einfach Anschaulich dazustellen was ich denke:
Stellt euch vor das Universum wäre eine winzige Kugel. Diese würde sich in Anwesenheit von Materie nach außen (zu uns als Beobachter) Krümmen. Damit wäre das Universum doch gleich "größer"?!
Wie kann das sein, wo ist mein Denkfehler

Die Krümmungen befinden sich nur und auschließlich in der Kugel - die ganze dort "eingesperrte" Raumzeit ist in sich selbst gekrümmt.
Es liegt auf der Hand, dass ein solches Miniuniversum extrem "gespannt" sein muss, so wie eine unheimlich starke Feder.
Vielleicht kann man es auch so sehen, dass diese "Spannung" die auseinandertreibende Kraft war...

Gruß
gravi

JAJA jetzt macht das Sinn, hast du ja gelesen, von Cumrun Vafa ^^ dass die Dimensionen von den Strings gehalten werden, stimmt ich erinnere mich ... Danke

Danke für den Beitrag Marcel,
und auch für die AW von Gravi, mir fallen spontan zum Thema einige Fragen ein, die ich erstmal richtig realisieren muss, schiebe es deswegen nochmal hoch damit es nicht unten vergammelt wo es keiner mehr liest

lg

Siggi

Ich kann mir dieses Szenario nicht recht vorstellen, weil ich mich da immer noch gerne des Gummituchmodells (als Krücke, was bleibt mir sonst?) behelfe.

Mein Problem:
Wenn du eine Masse auf das flache Gummituch legst, dann kriegst du eine Beule, das Tuch wird gekrümmt. (lokales Szenario, wie bei einem Stern, einem SL, usw.)

Wenn du aber überall dieselbe Masse auf das Tuch legst (stell dir eine Eisenplatte vor, die genauso groß wie das Tuch ist), dann zieht das das gesamte Tuch hinunter, es bleibt dabei dann aber flach, also ungekrümmt. (globales Szenario, wie beim Urknall??).

Kann mir da einer der Leute, die die Mathematik der ART besser übersehen, etwas dazu sagen, wie sich das tatsächlich verhält?
Wie muss man sich das vorstellen, nahe am Urknall, bei völlig homogener Materie/Energieverteilung?

Im Moment würde ich vermuten: Dort tiefes Potential, aber nicht zwangsläufig gekrümmt, die Raumzeit könnte dort ebensogut völlig flach sein.

Grüße
seeker

Sorry, wenn ich dazwischen funke...
Um aber beim Tuchmodell zu bleiben: Diese Urknallkugel ist so schwer, dass sie in das Tuch so weit eindringt, dass es sich komplett um sie schließt. Nicht dabei vergessen, dass wir ja im Quantenbereich sind, da braucht es nicht viel, um das Tuch um den Urknall zu wickeln - komplett. Damit wären dann doch die Krümmungen in sich geschlossen...

Gruß
gravi

seeker hat geschrieben:Ich kann mir dieses Szenario nicht recht vorstellen, weil ich mich da immer noch gerne des Gummituchmodells (als Krücke, was bleibt mir sonst?) behelfe.

Ich zweifle ein bisschen, ob das Gummituch als Modell hier wirklich geeignet ist.
Speziell, wenn es alternativ ein Modell gibt das auch 3-dimensional gut vorstellbar ist, und zudem in Einklang mit den physikalischen Erkenntnissen steht.

In der Physik sind die wichtigen Basis-Grössen (Zeit, Geschwindigkeit, Distanz etc) nur relativ definiert.
Im Film "Men in Black" wird das auch schön gezeigt, wenn dort eine Galaxis im Halsband der Katze ("Omega") Platz findet: Es ist uns unmöglich, absolute Grössen zu messen.

Deshalb gibt es 2 Typen von Modellen, welche dieses Phänomen der "Raumverzerrung" gleichwertig beschreiben:
a) Der Messende (Messgerät mit seiner Bezugsgrösse) wird als konstant angenommen und der Raum aendert seine Grösse (Raum ist gekrümmt)
b) Oder der Raum wird als konstant angenommen und der Messende (Messgeraet mit seiner Bezugsgrössse) verändert seine Grösse.

Weil unsere Messwerte immer nur relativ sind, kann man unmoeglich zwischen diesen beiden Varianten unterscheiden.
Nur ist die Variante b) einfach vorstellbar (und das im Gegensatz zum Gummituch auch in 3 Dimensionen): Wenn ich den Durchmesser eines Kreises messe, und beim Abschreiten der Durchmesserlinie aber im Zentrum geschrumpft bin, dann wird eben der Umfang des Kreises nicht mehr pi * Durchmesser sein ( ~Krümmung des Raumes).

Gepakulix hat geschrieben:

seeker hat geschrieben:Ich kann mir dieses Szenario nicht recht vorstellen, weil ich mich da immer noch gerne des Gummituchmodells (als Krücke, was bleibt mir sonst?) behelfe.

Ich zweifle ein bisschen, ob das Gummituch als Modell hier wirklich geeignet ist.
Speziell, wenn es alternativ ein Modell gibt das auch 3-dimensional gut vorstellbar ist, und zudem in Einklang mit den physikalischen Erkenntnissen steht.

In der Physik sind die wichtigen Basis-Grössen (Zeit, Geschwindigkeit, Distanz etc) nur relativ definiert.
Im Film "Men in Black" wird das auch schön gezeigt, wenn dort eine Galaxis im Halsband der Katze ("Omega") Platz findet: Es ist uns unmöglich, absolute Grössen zu messen.

Deshalb gibt es 2 Typen von Modellen, welche dieses Phänomen der "Raumverzerrung" gleichwertig beschreiben:
a) Der Messende (Messgerät mit seiner Bezugsgrösse) wird als konstant angenommen und der Raum aendert seine Grösse (Raum ist gekrümmt)
b) Oder der Raum wird als konstant angenommen und der Messende (Messgeraet mit seiner Bezugsgrössse) verändert seine Grösse.

Weil unsere Messwerte immer nur relativ sind, kann man unmoeglich zwischen diesen beiden Varianten unterscheiden.
Nur ist die Variante b) einfach vorstellbar (und das im Gegensatz zum Gummituch auch in 3 Dimensionen): Wenn ich den Durchmesser eines Kreises messe, und beim Abschreiten der Durchmesserlinie aber im Zentrum geschrumpft bin, dann wird eben der Umfang des Kreises nicht mehr pi * Durchmesser sein ( ~Krümmung des Raumes).

So weit ich weis ich die Lichtgeschwindigkeit aber eine Konstante und völlig unabhängig von der Bezugsgröße.

Frank hat geschrieben:So weit ich weis ich die Lichtgeschwindigkeit aber eine Konstante und völlig unabhängig von der Bezugsgröße.

Ja, aber zum Messen der Lichtgeschwindigkeit werden Messgeräte verwendet die mit der Lichtgeschwindigkeit geeicht wurden.
Dann ist es nicht verwunderlich, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante sein muss.

Das Problem heute ist, dass man Messgeräte verwendet, aber häufig keine Gedanken macht, wie denn diese Geräte kalibriert werden:
- Die Zeitmessung mit einer Atom-Uhr beruht auf der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
- Die Entfernung wird sogar definiert via Lichtgeschwindigkeit

Wenn ich ein Messgerät zum Messen von Widerständen verwende, dann kann ich alle Widerstände auf dieser Welt messen, ausser einen einzigen: Den Kalibrierwiderstand, der im Messgerät selber eingesetzt ist. Denn dieser Wert würde mein Messen immer als Konstante gezeigt (weil das Messgerät den Widerstand mit sich selber vergleicht)

Wenn ich eine Geschwindigkeit messen will, dann kann ich alle Geschwindigkeit dieser Welt messen ausser jene Geschwindigkeit, mit der mein Messgerät kalibriert wurde, nämlich der Lichtgeschwindigkeit. Denn dieser Wert beim Messen immer als Konstante gezeigt (weil das Messgerät die Lichtgeschwindigkeit mit sich selber vergleicht).

Frank hat geschrieben:So weit ich weis ich die Lichtgeschwindigkeit aber eine Konstante und völlig unabhängig von der Bezugsgröße.

Das ist nur lokal gültig. Lichtgeschwindigkeit ist ein Verhältniss von lokaler Strecke und lokaler Zeit.
Da bei diversen Phänomenen sowohl Strecke als auch Zeit im selben Verhältniss geändert werden, bleibt lediglich das Verhältniss der beiden konstant.

Gepakulix hat geschrieben:

Frank hat geschrieben:So weit ich weis ich die Lichtgeschwindigkeit aber eine Konstante und völlig unabhängig von der Bezugsgröße.

Ja, aber zum Messen der Lichtgeschwindigkeit werden Messgeräte verwendet die mit der Lichtgeschwindigkeit geeicht wurden.
Dann ist es nicht verwunderlich, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante sein muss.

Das kann ich nicht nachvollziehen.
Man eicht ja nicht auf "die Lichtgeschwindigkeit", sondern auf die Zeit, welche Licht zum Zurücklegen einer bestimmten Entfernung an einem bestimmten Ort in eine bestimmte Richtung braucht. Natürlich muss jede Messung, welche unter gleichen Bedingungen durchgeführt wird, zum gleichen Ergebnis führen. Dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, folgt aber erst daraus, dass man das Messinstrument an anderen Orten und anderen Richtungen aufstellt, und "anderes" Licht misst, und man dann immer das gleiche Ergebnis erhält.

positronium hat geschrieben: Das kann ich nicht nachvollziehen.
Man eicht ja nicht auf "die Lichtgeschwindigkeit", sondern auf die Zeit,..

Aber die benötigte Zeitangabe kommt aus einer Uhr, welche nach einem bestimmten Prinzip funktioniert. Man kann sich dieses Prinzip anschauen und mit einer Formel beschreiben. Dabei zeigt sich, dass die angezeigte Zeit direkt von der Lichtgeschwindigkeit abhängt (dass also die Lichtgeschwindigkeit in der Formel als Multiplikationsfaktor auftaucht).

Am einfachsten baut man sich selber eine Uhr, indem man zwei parallele Spiegel aufstellt: Man zählt einfach, wie häufig ein Photon bei bekanntem Abstand hin und her fliegt. Das ist die einfachste denkbare Zeitmessung.
Man sieht dann sofort, dass sich die Uhr laufend an der Lichtgeschwindigkeit nachkalibriert.

Gepakulix hat geschrieben:Man kann sich dieses Prinzip anschauen und mit einer Formel beschreiben. Dabei zeigt sich, dass die angezeigte Zeit direkt von der Lichtgeschwindigkeit abhängt (dass also die Lichtgeschwindigkeit in der Formel als Multiplikationsfaktor auftaucht).

Bist Du Dir sicher, dass das bei jeder Uhr exakt der Fall ist? Das hiesse, jede Uhr wäre durch die Formel c*x beschreibbar, wobei c in x nicht enthalten sein darf. Wie sieht es bei Atomuhren/radioaktivem Zerfall oder schlicht bei Pendeluhren aus?

Aber selbst wenn dem so ist, kann damit meiner Meinung nach nicht die Richtungsunabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit erklärt werden.

positronium hat geschrieben:Bist Du Dir sicher, dass das bei jeder Uhr exakt der Fall ist? Das hiesse, jede Uhr wäre durch die Formel c*x beschreibbar, wobei c in x nicht enthalten sein darf.

Nicht ganz. Das Beispiel von der Uhr mit den beiden parallelen Spiegel war nur ein einfacher Fall.
Effektiv ist es wie von Skeltek oben erwaehnt:

Skeltek hat geschrieben:Da bei diversen Phänomenen sowohl Strecke als auch Zeit im selben Verhältniss geändert werden, bleibt lediglich das Verhältniss der beiden konstant.

Nur das Verhältniss muss also konstant sein. Je nach Situation sind deshalb verschiedene Fälle denkbar:
- mein Beispiel mit Spiegel-Uhr: nur die Uhr geht langsamer, die Distanzmessung bleibt unberührt.
- Oder nur die Distanzmessung ist betroffen, die Zeitmessung bleibt unberuehrt
- oder eine Kombination von beiden.

Welche der 3 Moeglichkeiten effektiv vorliegt, hängt vom Experiment ab (z.b. wie von dir erwähnt, die "Richtungsabhängigkeit").

Skeltek hat geschrieben:

Frank hat geschrieben:So weit ich weis ich die Lichtgeschwindigkeit aber eine Konstante und völlig unabhängig von der Bezugsgröße.

Das ist nur lokal gültig.

Genau.
Und unter "lokaler Lichtgeschwindigkeit" versteht man den Fall, bei der sich die Messgeräte im gleichen Raumgebiet(bei gleichen Bedingungen) aufhalten, wo auch die Lichtgeschwindigkeit gemessen werden soll.
Also z.B. sind die Messgeräte in der gleichen Tiefe in einem Gravitationsfeld, wo auch die Lichtgeschwindigkeit bestimmt werden soll.

Nicht lokal dagegen ist z.B. der Fall, wo sich Messgeräte weit weg von einem Schwarzen Loch befinden, dabei aber eine Aussage machen ueber die Lichtgeschwindigkeit tief im Gravitationsfeld.
Wenn sich die Messgeräte aber am gleichen Ort befinden, dann kommt es eben dazu, dass sie die Lichtgeschwindigkeit mit sich selber (also mit der eigenen Kalibrierung) vergleichen, was dann konsequenter weise eine Konstante ergeben muss.