Wie schnell verging 1 Tag beim Urknall wenn wir unser Bezugssystem wählen?



  • Von schwarzen Löchern wissen wir ja, dass die Zeit von außen Betrachtet, je näher man sich am Schwarzen Loch befindet, langsamer geht als außen.

    Außen vergehen tausende von Jahren und direkt über dem Ereignishorizont ist das so, als wäre nur eine Sekunde vergangen.

    Wenn man das nun auf den Urknall überträgt, wie schnell verging da die Zeit?
    Da war ja praktisch die gesamte Materie des Universums an einem Ort zusammengeballt.

    Vergingen da also 15 Milliarden Jahre oder doch eher 1 Tag oder vielleicht höchstens nur 7 Tage?



  • Ich würde mal sagen (als Nicht-Physiker, ihr könnt mich gern korrigieren):

    Es ist gar keine Zeit vergangen, denn aus der Singularität des Urknalls sind Raum, Zeit und Materie ja erst entstanden. (In der Theorie.)


  • Mod

    Die Zeit vergeht so schnell, wie eine Uhr dies anzeigt. Es gibt keine Universalzeit oder Universaluhr, gegenüber derer man das vergleichen könnte. Die Zeit für den Beobachter am schwarzen Loch vergeht nicht so "als ob" sie langsamer verginge als draußen. Sie vergeht wirklich so. Das ist ein echter Effekt.

    Wenn du beim Urknall eine Uhr im Universum platziert hättest, wir annehmen, dass wir bereits alles über das frühe Universum richtig wissen*, und diese Uhr sich nur an "normalen" Orten aufhielt (also sagen wir an einem Ort durchschnittlicher Energiedichte und mit dem Hubblefluss "schwimmend"), dann würde sie heute einen Wert um 14 Milliarden Jahren herum anzeigen.

    Wenn du ausrechnen würdest, wie groß die Zeitdilatation bei unendlich hoher Energiedichte (also im Moment (sofern der Ausdruck "Moment" überhaupt Sinn macht) des Urknalls) ist verglichen mit einem Ort mit nicht unendlich hoher Energiedichte (also sagen wir die heutige Erde, aber meinetwegen kann das auch jeder Ort im Universum nach dem Urknall sein), dann ist die Antwort natürlich unendlich. Aber diese Sichtweise macht keinen Sinn, denn es gibt keinen äußeren Beobachter des Universums, Zeit existiert nur im Universum selbst.

    *: Das ist natürlich eine gewagte Annahme 😉 .



  • Und wie wäre es, wenn man eine Uhr an den äußerten Rand des Universums festmachen könnte, die Uhr also Bestandteils der ersten Strahlen wären, die das Urknallzentrum verlassen und sich die Uhr mit der Ausdehnung des Universums mit der gleichen Geschwindigkeit mitbewegt, wie viel Zeit wäre dann auf der Uhr vergangen?
    Der größte Teil der Materie würde aufgrund seiner Trägheit ja erstmal zurückbleiben bzw. sich langsamer mit dem Urknall mitbewegen, insofern wäre dort ein schweres Gravitatives Feld und die Zeit würde dort langsamer verlaufen als auf der Uhr die mit dem Rand des Universums mitfliegt.


  • Mod

    Zeitdilletation schrieb:

    Und wie wäre es, wenn man eine Uhr an den äußerten Rand des Universums festmachen könnte, die Uhr also Bestandteils der ersten Strahlen wären, die das Urknallzentrum verlassen und sich die Uhr mit der Ausdehnung des Universums mit der gleichen Geschwindigkeit mitbewegt, wie viel Zeit wäre dann auf der Uhr vergangen?
    Der größte Teil der Materie würde aufgrund seiner Trägheit ja erstmal zurückbleiben bzw. sich langsamer mit dem Urknall mitbewegen, insofern wäre dort ein schweres Gravitatives Feld und die Zeit würde dort langsamer verlaufen als auf der Uhr die mit dem Rand des Universums mitfliegt.

    Das Universum funktioniert so nicht. Der Urknall ist keine Explosion in einen schon vorhandenen Raum hinein. Es gibt auch keinen Rand des Universums. Das Universum liegt nicht in irgendetwas drin.

    Das Universum dehnt sich aus, weil zwischen dem Raum neuer Raum entsteht. Die Dinge fliegen nicht auseinander, sie bleiben wo sie sind*. Dazwischen entsteht bloß ständig mehr "dazwischen".

    *: Bis auf lokale Bewegungen natürlich. Ich rede vom großskaligen Auseinanderfliegen des Universums.



  • SeppJ schrieb:

    Das Universum dehnt sich aus, weil zwischen dem Raum neuer Raum entsteht. Die Dinge fliegen nicht auseinander, sie bleiben wo sie sind*. Dazwischen entsteht bloß ständig mehr "dazwischen".

    Du meinst, so wie wenn ich eine Packung eines Tempotaschentuchs auseinanderziehe?

    Da bliebt auch alles (das gefärbte) wo es ist, nur dehnt sich alles aus.


  • Mod

    Zeitdilletation schrieb:

    Du meinst, so wie wenn ich eine Packung eines Tempotaschentuchs auseinanderziehe?

    Da bliebt auch alles (das gefärbte) wo es ist, nur dehnt sich alles aus.

    Wenn du populärwissenschaftliche Metaphern oder einfache Erklärungen für Kosmologie hören möchtest, dann wird das in vielen populärwissenschaftlichen Werken erklärt. Da findest du wesentlich bessere Anlaufstellen als ein Internetforum.



  • SeppJ schrieb:

    Das Universum funktioniert so nicht. Der Urknall ist keine Explosion in einen schon vorhandenen Raum hinein. Es gibt auch keinen Rand des Universums. Das Universum liegt nicht in irgendetwas drin.

    Das Universum dehnt sich aus, weil zwischen dem Raum neuer Raum entsteht. Die Dinge fliegen nicht auseinander, sie bleiben wo sie sind*. Dazwischen entsteht bloß ständig mehr "dazwischen".

    Hm, interessant - wie ist das dann mit der Theorie von Multiversen vereinbar?

    Klar, ist knifflig - die Gesetze und Beobachtungen, die wir aus unserem Universum kennen, müssen nicht auf andere Universen übertragbar sein, so es sie denn gibt 😉



  • Alles ist mit Multiversen vereinbar, solange es keien bösen Nachbaruniversen gibt die rüber kommen und sich beschwehren wenn man zu laut Musik hört.



  • Wenn man das nun auf den Urknall überträgt, wie schnell verging da die Zeit?
    Da war ja praktisch die gesamte Materie des Universums an einem Ort zusammengeballt.

    Die gesamte Materie des Universums soll an einem Ort gewesen sein? Wer behauptet sowas?

    Den Zeitpunkt 0 gibt es nicht, er ist undefiniert (Singularität). Zeitpunkte vor der Planck-Zeit machen physikalisch keinen Sinn. Sofern man die traditionelle Urknalltheorie ohne Inflation heranzieht, hatte das heute sichtbare Universum zur Planck-Zeit einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter. Gab es eine inflationäre Phase, wovon die meisten Wissenschaftler heute ausgehen, dann hat erst nach dem Ende dieser Phase überhaupt erst normale Materie existiert, und das heute sichtbare Universum hatte dann einen Durchmesser in der Größenordnung von Metern (je nach Details der Theorie).

    Wie groß das gesamte Universum ist, weiß man nicht, auch nicht ob es endlich oder unendlich groß ist. Man vermutet nur, dass es jedenfalls deutlich größer als das sichtbare Universum ist. Es wird in den Standard-Urknalltheorien der Einfachheit halber als unendlich groß angenommen. Entsprechend war es zu jedem Zeitpunkt größer 0 unendlich groß.

    Die Vorstellung, die gesamte Materie sei irgendwann mal auf relativ kleinem Raum konzentriert gewesen, ist in jedem Falle Unsinn.



  • GJH schrieb:

    Wenn man das nun auf den Urknall überträgt, wie schnell verging da die Zeit?
    Da war ja praktisch die gesamte Materie des Universums an einem Ort zusammengeballt.

    Die gesamte Materie des Universums soll an einem Ort gewesen sein? Wer behauptet sowas?

    Den Zeitpunkt 0 gibt es nicht, er ist undefiniert (Singularität). Zeitpunkte vor der Planck-Zeit machen physikalisch keinen Sinn. Sofern man die traditionelle Urknalltheorie ohne Inflation heranzieht, hatte das heute sichtbare Universum zur Planck-Zeit einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter. Gab es eine inflationäre Phase, wovon die meisten Wissenschaftler heute ausgehen, dann hat erst nach dem Ende dieser Phase überhaupt erst normale Materie existiert, und das heute sichtbare Universum hatte dann einen Durchmesser in der Größenordnung von Metern (je nach Details der Theorie).

    Wie groß das gesamte Universum ist, weiß man nicht, auch nicht ob es endlich oder unendlich groß ist. Man vermutet nur, dass es jedenfalls deutlich größer als das sichtbare Universum ist. Es wird in den Standard-Urknalltheorien der Einfachheit halber als unendlich groß angenommen. Entsprechend war es zu jedem Zeitpunkt größer 0 unendlich groß.

    Die Vorstellung, die gesamte Materie sei irgendwann mal auf relativ kleinem Raum konzentriert gewesen, ist in jedem Falle Unsinn.

    Du wiedersprichst dir doch selbst.
    Zum Zeitpunkt 0+t bei dem der Durchmesser > 1 cm Betrug war die ganze Enerige und Materie zusammengeballt. Wenn die Materie später kam, dann war es eben zum Zeitpunkt 0+t2 und einem Durchmesser von > 1 cm + s.
    Fakt ist aber, dass irgendwann nach dem Urknall die Materie die höchste Konzentration haben musste, denn sonst gäbe es heute keine Materie.


  • Mod

    verhaue Klugscheißer schrieb:

    Du wiedersprichst dir doch selbst.
    Zum Zeitpunkt 0+t bei dem der Durchmesser > 1 cm Betrug war die ganze Enerige und Materie zusammengeballt. Wenn die Materie später kam, dann war es eben zum Zeitpunkt 0+t2 und einem Durchmesser von > 1 cm + s.
    Fakt ist aber, dass irgendwann nach dem Urknall die Materie die höchste Konzentration haben musste, denn sonst gäbe es heute keine Materie.

    Zwei Fehler
    1. Physik: Kümmert sich nicht, ob du Energie oder Materie sagst. Für die hier gestellte Frage ist der Energie-Impuls-Tensor die relevante Größe. Das ist so eine Art Energie/Materie-Dichte, wenn man es mal für Laien erklären soll.
    2. Denkfehler: Warum sollte die Materiedichte beim Entstehen der Materie das Maximum für Materiedichte darstellen? Sie kann doch später verklumpen und dichtere Strukturen bilden.



  • SeppJ schrieb:

    Sie kann doch später verklumpen und dichtere Strukturen bilden.

    Ich nehme mal an, er meinte die mittlere Dichte des gesamten Universums.



  • verhaue Klugscheißer schrieb:

    Zum Zeitpunkt 0+t bei dem der Durchmesser > 1 cm Betrug war die ganze Enerige und Materie zusammengeballt. Wenn die Materie später kam, dann war es eben zum Zeitpunkt 0+t2 und einem Durchmesser von > 1 cm + s.
    Fakt ist aber, dass irgendwann nach dem Urknall die Materie die höchste Konzentration haben musste, denn sonst gäbe es heute keine Materie.

    Zu diesem Zeitpunkt lag die höchste Materiedichte vor, die es jemals gab. Das ist richtig. Es war aber nicht die gesamte Materie des Universums auf wenigen Zentimetern/Metern konzentriert, sondern ein Ausschnitt, welcher dem heute sichtbaren Universum entspricht (ca. 40 Mrd. Lichtjahre Radius um uns herum, ca. 10 hoch 22 Sterne), hatte damals diesen Durchmesser. Das ganze Universum ist aller Wahrscheinlichkeit nach sehr sehr sehr viel größer als der kleine sichtbare Bereich um uns herum und war es auch damals schon. Vielleicht ist es sogar unendlich groß.

    Hier eine (wenn auch spekulative) Abschätzung der Mindestgröße des Universums: 10 hoch (10 hoch (10 hoch 122)) "Meter" (Einheit letztlich egal).

    http://arxiv.org/abs/hep-th/0610199

    Wenn das Universum heute unvorstellbar groß ist, hatte es auch zur Planck-Zeit bzw. nach Inflation schon eine unvorstellbare Größe. Die gesamte Materie des heutigen Universums war jedenfalls zu keinem Zeitpunkt auf wenige Zentimeter/Meter konzentriert. Diese populäre Vorstellung ist irrig.


  • Mod

    GJH schrieb:

    Wenn das Universum heute unvorstellbar groß ist, hatte es auch zur Planck-Zeit bzw. nach Inflation schon eine unvorstellbare Größe. Die gesamte Materie des heutigen Universums war jedenfalls zu keinem Zeitpunkt auf wenige Zentimeter/Meter konzentriert. Diese populäre Vorstellung ist irrig.

    Und davor?



  • SeppJ schrieb:

    GJH schrieb:

    Wenn das Universum heute unvorstellbar groß ist, hatte es auch zur Planck-Zeit bzw. nach Inflation schon eine unvorstellbare Größe. Die gesamte Materie des heutigen Universums war jedenfalls zu keinem Zeitpunkt auf wenige Zentimeter/Meter konzentriert. Diese populäre Vorstellung ist irrig.

    Und davor?

    Was meinst du mit "davor"? "Davor" in unserem Universum?

    Vor der Planck-Zeit macht im Standard-Urknall-Modell physikalisch keinen Sinn. Bis zum Ende der Inflation (falls es eine gab) existiert keine herkömmliche Materie. So die Theorie. In den einfachsten Modellen wird das Universum als unendlich groß angenommen, also auch schon vor der Inflation.

    Es gibt allerding Nicht-Standard-Modelle in welchen "unser Urknall" nur einer von vielen ist. Im Rahmen dieser Modelle (z.B. Linde's "Chaotic Inflation") gibt es in einem gewissen Sinne Zeitpunkte "vor unserem Urknall".

    http://en.wikipedia.org/wiki/Eternal_inflation


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