Unterschied zwischen Urknall- und SL-Singularität?

[Maclane]

Mich würde jetzt mal interessieren, was die Urknall-Singularität von der Singularität eines schwarzen Loches unterscheidet?
In beiden Fällen wird die Singularität (die es ja eigentlich nicht gibt) ja dadurch beschrieben, dass in einem Punkt eine unendliche Dichte zu finden ist.

Ich mein, warum konnte sich die Urknall-Singularität zu etwas entwickeln und ein SL macht das nicht?

Also wo da der Unterschied ist, möcht ich gerne wissen...

Gruss Mac

[Stephen]

Hallo Mclane,

würde mich ehrlich gesagt auch interessieren

Mal meine laienhafte Vorstellung: Ein Mensch war weder beim Urknall dabei noch hat er je ein SL besucht - es sind sowohl als auch theoretische Objekte, die sich aus Berechnungen ergeben haben. Der Urknall ist da noch um einiges theoretischer mit seiner Singularität, weil da physikalisch völlig "ungesetzliches" passiert sein könnte.

Das SL ist das bisher am besten erforschte Objekt in der Astronomie. Es wurde mathematisch "entdeckt". Wie der Pluto (obwohl sich das später als Rechenfehler herausstellte). Neuerdings glauben sogar namhafte Forscher, dass Schwarze Löcher nicht unbedingt singular sondern sogar wie ein Wurmloch zu bestimmten Zeiten "befliegbar" sein könnten...

Diesen Spekulationen schliesse ich mich nicht an. Die Singularität des SL scheint an Hand der ART rechnerisch bewiesen, die des Urknalls bleibt eine Spekulation.

Gruß, Steffen

[Maclane]

Danke tensor.


uff, das muss ich erstmal verdauen - bereue es schon fast gefragt zu haben.
Na ich werd mal guggn, ob ich mit den ganzen Schlagwörtern was anzufangen weiß, wenn ich ein wenig das Netz durchforste.

uiuiui

Gruss Mac

[Stephen]

Hallo,

jenseits der Plancklänge ist unsere Physik bedeutungslos - da spielt die Gravitation keine Rolle und die ART erst Recht nicht. Oder umgedreht

Ich möchte jetzt nicht altklug erscheinen aber die Theorie des Urknalls baut auf einer Singularität auf. Es wundert mich, dass eine anerkannte These auf einem völlig undefiniertem Zustand fußt...

Gruß, Steffen

[Maclane]

Nanana, die Theorie vom Urknall ist schon sehr plausibel.
Die Singularität, die beim Rechnen entsteht, kommt ja nur daher, weil wir die quantenmechanischen Prozesse noch nicht in die ART einbauen können. Ganz salopp gesagt, sind die Singularitäten (auch bei SL) nur mathematischer Abfall.

Wenn ich oben von Singularitäten sprach, dann meinte ich damit nur, dass sowohl beim SL als auch beim Urknall eine ziemliche hohe Energiedichte auf kleinstem Raum konzentriert ist. Und trotzdem wurde in dem einen Fall ein Universum draus und in dem anderen Fall bleibt es ein schwarzes Loch. Das hab ich nicht verstanden (und ehrlich gesagt, versteh ich es immer noch nicht so ganz )

Ich hab mir zwar jetzt ein gutes (Mathe-)Programm gekauft, wo ich endlich auch mal viele Berechnungen nachvollziehen kann, aber wenn es um Vektoren, Tensoren und Matrizen geht, muss ich leider passen. Das ist noch ein paar Nummern zu groß für mein Schulwissen. Darum kann ich mit tensors Antwort auch nicht allzuviel anfangen. Sehr schade... *schnief*

Gruss Mac

[Stephen]

Hallo,

@tensor
vielen Dank, dann habe ich persönlich wieder was gelernt (Singularität zählt nicht zur Unknalltheorie). Man neigt dazu, die Dinge nicht ordentlich voneinander zu trennen, jedenfalls ich

@maclane
ich habe vor einigen Wochen mal die naturwissenschaftlichen Schulbücher von Klasse 11 und 12 hervorgekramt. Nicht mal den Stoff konnte ich mir vollständig wieder ins Gedächtnis zurückrufen. Diese Bücher "Wissensspeicher Physik", "Wissensspeicher Mathematik" sind übringens total empfehlenswert - ist aber DDR-Produktion...

Gruß, Steffen

[breaker]

Kurz was anderes:
Lasst mich mal schauen, ob ich das richtig verstanden habe.
Die Urknalltheorie geht von einer Anfangssingularität aus. Und weil man damit nicht rechnen kann, versuchen alle jetzt verzweifelt, andere Theorien aufzustellen, nur um den Anfang berechenbar zu machen? Ich meine, was ist denn, wenn die Urknalltheorie stimmt, und das Universum aus einer Singularität entstanden ist? Dann sind alle anderen Teorien für die Katz.
Also, was ich eigentlich wissen will: Hat man die neuen Theorien (String, LQR) nur aufgestellt, weil man unbedingt einen berechenbaren Anfang haben will, oder gibt es tatsächlich gute Gründe, anzunehmen, die Urknalltheorie sei falsch?

[Maclane]

Moment mal tensor...
Oben erzählst du mir noch, dass Singularitäten sich unterscheiden in raumartig und zeitartig und dass es bei den Krümmungsstrukturen Unterschiede gibt...
Und jetzt willst du mir weismachen, dass ein SL ein anderes Universum bilden kann und dass es weiße Löcher gibt?

Neeneenee, ich glaub das nicht. Ich glaub, du wolltest mich nur auf die Probe stellen. Nicht alles was beim Rechnen möglich ist, ist auch physikalisch real.
Wenn die Theorie von den Vakuumfluktuationen und der Hawking-Strahlung richtig ist, dann ergibt sich ja schon allein daraus, dass schwarze Löcher Teil unseres Universums sind und sich nicht irgendwie zu einem anderen Universum abgenabelt haben.
Also spekulieren kann man ja viel, aber gab es da nicht mal die Sache mit dem Rasiermesser?

Jetzt hab ich aber mal noch ne Frage:
Wenn man davon ausgeht, dass unser Universum heute "flach" ist, kann man dann auch davon ausgehen, dass es schon immer, also auch kurz nach dem Urknall, in seiner Gesamtheit "flach" war?

Gruss Mac

[Maclane]

Hmm okay.
Heisst das, dass es zwischen einer Urknall- und einer SL-Singularität ansich gar keinen Unterschied gäbe, wenn man die Zeitrichtung umkehrt?

[Maclane]

Aha, danke.
Und jetzt zu den Krümmungsstrukturen:
Aus einen schwarzen Loch könnte nur dann ein "weißes Loch" werden, wenn die Krümmungsstrukturen dergestalt wären, wie bei der Urknall-Singularität. Hab ich das richtig verstanden?

Nachdem du mich mit deiner ersten Antwort überrumpelt hast, versuch ich es jetzt mal ganz langsam Schritt für Schritt.
Find ich gut, dass du dir die Zeit nimmst.

Gruss Mac

[breaker]

Um mich mal wieder kurz einzumischen:
Also, wenn ich das bis jetzt richtig verstanden habe, war unsere Anfangssingularität ein weißes Loch. Wenn aus so einem weißen Loch Masse heraussprudelt, muss sie da ja irgendwie hineingekommen sein.
Ich stell mir das jetzt gerade so vor: In einem anderen Universum entsteht ein schwarzes Loch und saugt Masse ein. Dann kehrt sich aus irgendeinem Grund die Zeit in diesem Universum um, und das Schwarze wird zu einem weißen Loch und macht unser Universum.
Das ist das Puzzle, das in meinem Kopf bisher aus den Einzelteilen entstanden ist. Lieg ich damit völlig daneben?

[Maclane]

Also man kann schonmal nicht sagen, dass du falsch liegst.
Aber man kann auch nicht sagen, dass du richtig liegst. Denn was sich hinter dem Ereignishorizont von irgendwelchen Löchern genau abspielt, kann keiner sagen, nur spekulieren.

Ich find das ein wenig schade. Ich hatte gehofft, auf einen handfesten Unterschied zu treffen - zack, bums, da isser... Diese Multiversums-Geschichten sind mir irgendwie suspekt, aber solange man das nicht definitiv ausschliessen kann, muss ich wohl noch etwas damit leben.

Gruss Mac

[breaker]

Mir erscheint ein Multiuniversummit vielen Universen ziemlich sympathisch, wahrscheinlich aus Gewohnheit.
Quarks bilden Nukleonen, Protonen, Neutronen und Elektronen bilden Atome, Atome bilden verschiedene Moleküle, Moleküle bilden Planeten und Sterne, diese bilden Systeme, diese bilden Galaxien, diese befinden sich im Universum...
Da will man einfach mit einem Multiuniversum weitermachen. Außerdem hätte man dann eine Möglichkeit, den Big Bang von außen zu beobachten, was mir auch ganz recht wäre.

Aber nochmal zu was anderem:
Die Sache mit der Zeit, die sich umdreht...
Geht das denn so einfach? In Hawkings erstem Buch hat er doch was von drei Zeitpfeilen geschrieben, die sich nicht einzeln umdrehen dürfen, oder so. Und hier wird einfach von einer Zeitkoordinate gesprochen. Kann mir das jemand unter einen Hut bringen?

[Maclane]

Naja, wie tensor schon geschrieben hat, man kann die Zeitrichtung schon umkehren, aber halt nur auf dem Papier. Und wenn man das macht, dann werden aus schwarzen Löchern weiße Löcher und umgekehrt.

In der Praxis würd ich mal (einfach so ins Blaue) vermuten, dass sich irgendwas anderes umkehrt, der Zeitpfeil aber der gleiche bleibt. Vielleicht wird ja einfach der Raum umgestülpt - was links war wird dann rechts und aus oben wird unten. Und was im Inneren eines schwarzen Lochs nur ein paar Sekunden dauert, dauert für den außenstehenden Beobachter Milliarden und Milliarden Jahre, weshalb man auch noch keine weißen Löcher gefunden hat.

Aber ehrlich... wenn ich sowas schreibe, dann merke ich, wie grenzenlos abwegig mir das erscheint. Ich hoffe, das kann jetzt mal jemand ganz schnell widerlegen.

Ich halte mich da lieber an die Sache mit der Hawking-Strahlung. Ein schwarzes Loch bleibt ein schwarzes Loch und mit der Zeit wird es wieder komplett "zerstrahlen" oder "verdampfen" oder wie man es auch immer bezeichnen mag.

Gruss Mac

[Maclane]

Ah halt halt halt... Mir fällt da noch eine Frage ein!

Also nur mal angenommen, es würde weiße Löcher geben (was ich nicht glaube). Und mal angenommen, ein weißes Loch wäre die zeitliche Umkehrung eines schwarzen Lochs. Da gibt es für mich ein Problem... nämlich mit dem Drehimpuls...

Ein schwarzes Loch wird in der Praxis immer über kurz oder lang zu einem rotierenden schwarzen Loch werden, richtig? Und wenn aus einer Zukunfts-Singularität eine Vergangenheits-Singularität wird, dann muss doch auch der Drehimpuls erhalten bleiben, auch richtig?
Demzufolge könnte ein weißes Loch die Materie gar nicht radial "ausspucken" sondern eher in einer Art rotierender Scheibe um sich herum.

Wenn ich das jetzt auf das Universum übertrage, dann müsste unser Universum doch auch rotieren. Aber wurde diese Behauptung, dass das Universum rotiert, nicht schon längst widerlegt? Ich meine, dass dem so ist...

Gruss Mac

[breaker]

Auf die Sache mit den Zeitpfeilen von vorhin bin ich nur gekommen, weil ich überlegt habe, wie sich die Zeit denn umkehren könnte und da an ein Universum mit zuviel Masse gedacht habe, das irgendwann wieder in sich zusammenfällt. Ich dachte, nach der Ausdehnungsphase und mit Anfang des Kollaps könnte sich die Zeit umdrehen, aber damit häte sich nur einer von Hawkings Zeitpfeilen umgekehrt und das hat mich nachdenklich gemcht.

Das mit dem Drehimpuls ist ne gute Frage. Ob sich das Universum dreht, oder nicht, hängt meiner Meinung nach davon ab, ob es unendlich groß ist, oder nicht. Wenn es sich drehen würde und unendlich groß wäre, würde die Rotationsgeschwindigkeit ab einer bestimmten Entfernung vom Zentrum größer als die Lichtgeschwindigkeit werden.
Wenn es nicht unendlich groß ist, wäre es möglich, dass es ganz außen am Rand eben mit fast Lichtgeschwindigkeit rotiert.
Ich glaub, das war die Meinung zu Einsteins Zeit, als man noch von einem stationären Universum ausging. Wie das jetzt ist, weiß ich auch nicht so genau.

[breaker]

Könnten wir es denn eigentlich feststellen, wenn unser Universum rotieren würde? Ich meine, wir können ja auch nicht den Mittelpunkt des Universums finden, weil es von jedem Punkt aus betrachtet gleich aussieht.

[Maclane]

Na das klingt doch mal interessant.

Ich hab mir mal überlegt, was wäre, wenn die Summe aller Drehimpulse im Universum exakt Null ist. Dann wäre ja in einem Big-Bounce-Szenario die Urknallsingularität auch eine Schwarzschild-Singularität (weil sich die Drehimpulse aufheben) und die Ring-Singularitäten der Kerr-Lösung wären nur lokal (also in schwarzen Löchern) vorhanden. Das wäre rechnerisch eventuell einfacher zu handhaben (vielleicht haben wir ja mal Glück mit der Natur ). Ist doch richtig oder?

Gruss Mac

[Maclane]

Ja, in der LQG machen auch die schwarzen Löcher keine Singularitäten, was natürlich eine schöne Sache ist.

Da stellt sich mir jetzt z.B. die gleiche Frage wie ganz am Anfang:
Wo ist in der LQG der Unterschied zwischen dem Urknall und einem schwarzen Loch, außer der zeitlichen Umkehrung?
In den News hatte tensor ja den Link gepostet, wo folgender Satz zu finden ist

Irgendwann im Laufe des durch die Gravitationskräfte bewirkten Kollapses wurde ein Punkt erreicht, zu dem die Quanteneigenschaften der Raumzeit die Gravitationskräfte plötzlich abstoßend machten.

Warum passiert das in schwarzen Löchern nicht auch?
Ist das die gleiche oder eine ähnliche Erklärung wie bei den Singularitäten?
Oder kann ich mir das vielleicht auch so vorstellen:
Ein Gravitationskollaps macht auf verschiedenen Stufen "Halt". Also beim Stern, beim weißen Zwerg, beim Neutronenstern und beim schwarzen Loch. Aber erst ganz zum Schluss, wenn sich alle Energie und Materie des Universums wieder zum Klassentreffen zusammenfinden, dann kommt es zum Big-Bounce.... ?

Gruss Mac

[msueper]

Warum passiert das in schwarzen Löchern nicht auch?
Ist das die gleiche oder eine ähnliche Erklärung wie bei den Singularitäten?
Oder kann ich mir das vielleicht auch so vorstellen:
Ein Gravitationskollaps macht auf verschiedenen Stufen "Halt". Also beim Stern, beim weißen Zwerg, beim Neutronenstern und beim schwarzen Loch. Aber erst ganz zum Schluss, wenn sich alle Energie und Materie des Universums wieder zum Klassentreffen zusammenfinden, dann kommt es zum Big-Bounce.... ?

Gruss Mac

Hallo,
mal ganz an allen Theorien vorbei diskutiert, sieht die Sache doch so aus:
das Scharze Loch liegt im Ereignishorizont. Während wir nun den Horizont theoretisch beobachten könnten, zieht sich innerhalb dessen der Materiebrocken immer weiterzusammen. Sprich, z.Z. fällt da noch alles zusammen. Es ist also noch die Zeit VOR dem Big Bounce.
Der Grund ist einfach: es kommt zu einer extremen Zeitdehnung. Würde Jemand innerhalb des Ereignishorizontes stehen und rausgucken, würde er das Universum mit rasanter Geschwindigkeit altern sehen, bis es kurze Zeit später dunkel würde, weil alle Sonnen ausgegangen sind...

Gleichwohl muß ich Dir aber Recht geben. Wenn es nicht zu einer wundersamen Massenvermehrungen kommt, Wird aus dem SL nach dem Big Bounce nicht mehr werden können, als ein paar Sonnenmassen hergeben. Ein neues Universum würde daraus nicht. Es wäre einfach (fast) leer...

Ich vergleiche den Big Bounce mit dem Punkt, den Hawking vorhergesagt hat, sprich den Punkt, an dem das SL verdampft. Beide Aussagen stehen sich konträr gegenüber.
Grüße, Martin