Was ist hinter den Grenzen des Universums?

Ich hab den Thread noch nicht gelesen, daher weiß ich nicht, ob dies hier in anderen Worten schon mal ähnlich so geschrieben wurde, aber das Thema interessiert mich sehr.

Nach meiner Vorstellung kann es nur ein endliches - durch seine "Flachheit" aber unendlich erscheinendes, also wenn man immer in einer Richtung geht landet man, wie auf einer Kugeloberfläche, irgendwann mal wieder am Ausgangspunkt - Universum geben. Nur dies würde dem bisher mehr oder weniger akzeptierten Urknallmodell entsprechen.

Bei einem unendlichen Universum (ich will jetzt nicht auch noch mit diesen dämlichen Paralleluniversen (Multiversum) anfangen, die ich für schillernden Quark halte) würde sich die Frage auftun, wie das sein kann, dass es keinen Anfang gab.

Selbst bei einem endlichen Universum hab ich da schon Probleme, nämlich eine Antwort auf die Frage zu finden, warum es überhaupt ein Universum gibt und nicht nichts, d.h. wie aus Nichts etwas entstanden sein konnte.

Aber wie kann es etwas geben, das keinen Anfang hat und kein Ende? Wie jede Wurst hat alles einen Anfang und ein Ende. :D

Ohne einen Anfang müsste man wieder einen mysteriösen "Gott" dazu nehmen und dann die Frage stellen, wie der aus Nichts entstanden sein konnte. Ist also eine ähnliche Frage wie bei einem endlichen Universum, nur dass ein Zusatzfaktor ("Gott") noch dazu kommen müsste. Immerhin würde damit das "pulsierende" Universum erklärt werden können, also ständig zwischen quasi-Singularität (fast unendlich klein und kompakt) bis zu "fast unendlich" (ausgedünnt).

Aber auch von der derzeitigen wissenschaftlichen Seite scheint alles gegen ein pulsierendes Universum zu sprechen, denn die Ausdehnungsgeschwindigkeit (Inflation) des Universums scheint ja um einiges höher zu sein als die Lichtgeschwindigkeit - Schuld daran soll die dunkle Energie sein -, die es daran hindert irgendwann zum Stillstand zu kommen und am Ende zu einer neuerlichen Singularität zu kollabieren, um das ganze Spiel von vorn zu beginnen. Zudem würde es wohl dem Energieerhaltungsgesetz und der damit verbundenen Entropie widersprechen. Anderseits könnte man sich damit trösten, dass auch nicht auszuschließen ist, dass die Naturgesetze, so wie wir sie kennen, nur für einen Teil des Ganzen gelten, also für den bekannten Teil des Universums und etwas darüber hinaus.

Nur eins weiß ich sicher: dass wir nie eine Antwort auf diese Fragen finden werden, da wir schon vor dem Ende der Ausdehnungsphase alle Geschichte sein werden und daher nie die Chance erhalten, hinter die Kulissen zu schauen.

@Realo

Nur kurz zwei Dinge, die mir aufgefallen sind.

1. "Nichts" und "Etwas"

Das "Etwas" aus scheinbar "Nichts" entstehen kann, ist keine Hexerei, denn das "Nichts" ist nicht wirklich "Nichts", sondern Energie. Falls du Brillenträger bist, wirst du den Effekt vielleicht kennen, du kommst im Winter von draußen in die warme Stube, und plötzlich beschlägt die Brille wie aus dem Nichts mit Wasser. Woher kam also das Wasser, die Luft ist doch scheinbar trocken?

Und genau das ist sie eben nicht. Warme Luft kann mehr Wasser aufnehmen als kalte, und genau das tut sie auch. Wenn du also mit einer kalten Brille in ein warmes Zimmer kommst, kühlt die Luft in der Nähe der Brille ab (Thermodynamik - ist einfach so). Die überschüssige Feuchte, die nicht mehr gehalten werden kann kondensiert auf der kalten Brille, sie durchläuft also einen Phasenübergang.

Und genau das geschieht auch mit Materie! In der Frühphase des Universums war die Temperatur so hoch, dass es keine strukturierte Materie geben konnte. Die Materiedichte lag quasi bei Null, und die Energiedichte nahezu bei unendlich.

Nun expandierte das Universum, und zwangsläufig kühlte es ab. Bei ca. 10²⁵K entstanden die ersten Teilchen, Quarks und Antiquarks. Für Atomkerne war es noch viel zu warm. Und während immer mehr Teilchen/Antiteilchen-Paare entstanden (Baryogenese), war die wohl gewaltigste Vernichtungsschlacht im Gange, die es je gab. Materie und Antimaterie löschten sich gegenseitig aus, und um ein Haar wäre tatsächlich "Nichts" übriggeblieben. Aber wie durch ein Wunder (warum weiß bis heute keiner), "überlebte" ein winziger Rest Materie, und aus diesem winzigen Rest (ich glaube es war 1 von 10.000.000.000 Teilchen) ist alles entstanden, was ist.

Der Rest ist Geschichte, die überlebenden Quarks bildeten bei ca. 10¹³K die ersten Hadronen, diese zerfielen in Neutronen und Protonen, die sich zudem ständig ineinander umwandelten, bis die Temperatur nach ungefähr 1 Sekunde auf ca. 10¹⁰K gesunken ist, und die Hadronen-Ära beendet war. Anschließend entkoppelten sich Neutrinos von der Materie, Elektronen und Positronen zerstrahlten zu hochenergetischen Photonen, die wiederum alles platt machten, was sich gerade erst zusammengefunden hat. War sicher ein wahnsinniges Spektakel :D

Man kann also sagen: Materie ist geronnene Energie!

Nach 10s, also bei ca. 10⁹K kam es zu ersten Fusionsprozessen, dabei entstanden Deuterium, Tritium, Helium und etwas Lithium. Und nach 3 Minuten war es auch mit der Primordialen Nukleosynthese vorbei. Alle schwereren Elemente wurden später in Sternen erbrütet...

So, nun weißt du so ungefähr, wie das damals ablief, und diese Prozesse sind natürlich bis zu einem gewissen Grad auch überprüfbar. In unseren großen Teilchenbeschleunigern wird nämlich genau das untersucht. Man lässt schwere Teilchen mit nahezu LG kollidieren, und untersucht anschließend die Sauerei, die sich Quark-Gluonen-Plasma nennt :D



2. Inflationsphase

Mit der hypothetischen Inflationsphase ist nur ein winziger Teil der Expansion gemeint, und zwar genau der, der zwischen 10^-30s und 10^-33s nach dem Urknall stattfand. Die Expansion soll da tatsächlich mir ÜLG erfolgt sein, das hat aber nix mehr mit dem Umstand zu tun, dass sich heute die ganz weit entfernten Bereiche des beobachtbaren Universums ebenfalls mit ÜLG entfernen.

So, das solls erst mal gewesen sein. Ich wollte dir jetzt nicht deine Vorstellungen versauen, sondern nur die beiden Punkte mit meiner Vorstellung "abgleichen". :D

Realo schrieb:Selbst bei einem endlichen Universum hab ich da schon Probleme, nämlich eine Antwort auf die Frage zu finden, warum es überhaupt ein Universum gibt und nicht nichts, d.h. wie aus Nichts etwas entstanden sein konnte.

Peter0167 schrieb:Das "Etwas" aus scheinbar "Nichts" entstehen kann, ist keine Hexerei, denn das "Nichts" ist nicht wirklich "Nichts", sondern Energie.

Warum gibt es Energie und nicht einfach nur nichts?

Noumenon schrieb:Warum gibt es Energie

... und wo kommt die her?

@RogerHouston
Das fragst du mich...? :ask:

@Noumenon
@RogerHouston

Ich antworte mal mit Wiki:

Den Friedmann-Gleichungen zufolge war die Energiedichte des Universums in seiner Frühphase sehr hoch. Das bedeutet, dass auch die Energien der Teilchen im Mittel sehr hoch waren. Die sehr frühe Phase des Universums ist daher Gegenstand von Theorien, die nicht mit Laborexperimenten überprüft werden können.

Wikipedia: Urknall#Frühes Universum

Übersetzt heißt das so viel wie: "Isso." :D

Peter0167 schrieb:Das "Etwas" aus scheinbar "Nichts" entstehen kann, ist keine Hexerei, denn das "Nichts" ist nicht wirklich "Nichts", sondern Energie.

Ja ich weiß, aber dieses Nichts meine ich nicht, sondern im wahrsten Sinne des Wortes nichts. (Hängt mit Nihilismus zusammen.) Ein Nichts, in dem es Quantenfluktuationen u.a. gibt, ist "etwas" (wenn auch unsichtbar und nur teilweise registrierbar, wenn sich 2 Teilchen bilden und im Nu wieder neutralisieren).

Ich hatte mal einen irren Philosophie-Wälzer mit dem Titel "nichts" gelesen - meine Google-Suche ergab nichts, weil alles mit dem Roman gleichen Titels von Janne Teller zugekleistert ist. Ist es wirklich so schwer, sich nichts im wahrsten Sinne des Worts vorzustellen?

Peter0167 schrieb:Und genau das geschieht auch mit Materie! In der Frühphase des Universums

Nein, das interessiert mich nicht, das ist Bekanntes. Was war "vor" und "außerhalb" der Singularität, aus der der Urknall erfolgte? Die Präpositionen sind falsch, weiß ich, weil Zeit ja erst mit dem Urknall begann, also gab es auch nichts davor und außerhalb. Daher anders gefragt: Wie konnte diese Singularität, aus der der Urknall hervorging, entstehen, wenn es keine Zeit und keinen Raum gab? Das hätte logisch nicht sein dürfen.

Peter0167 schrieb:Man kann also sagen: Materie ist geronnene Energie!

Wie kann aus nichts Energie entstehen? Du setzt immer etwas voraus, das sich von nichts durch Sein unterscheidet. Mogelst also stets etwas dazu, wo ich mich frage, wo das her kommen sollte.

Peter0167 schrieb:Übersetzt heißt das so viel wie: "Isso."

Also quasi ein Dogma, das es nicht zu hinterfragen gilt, sofern man nicht den Unmut der "Kirche der Wissenschaft" auf sich ziehen will. :D

Die alten Pfaffen haben früher auch so argumentiert:

Warum gibt es die Welt? - God did it.
Warum gibt es Gott? - Isso.

:)

Realo schrieb:ist es wirklich so schwer, sich nichts im wahrsten Sinne des Worts vorzustellen?

Nein.

Realo schrieb:Nein, das interessiert mich nicht, das ist Bekanntes. Was war "vor" und "außerhalb" der Singularität, aus der der Urknall erfolgte? Die Präpositionen sind falsch, weiß ich, weil Zeit ja erst mit dem Urknall begann, also gab es auch nichts davor und außerhalb. Daher anders gefragt: Wie konnte diese Singularität, aus der der Urknall hervorging, entstehen, wenn es keine Zeit und keinen Raum gab? Das hätte logisch nicht sein dürfen.

Vielleicht hilft ja der Vortrag von Paul Davies weiter, den ich mir erst gestern reingezogen hatte...

prof. Paul C. W. Davies - "Where do the laws of physics come from?"

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Noumenon schrieb:Vielleicht hilft ja der Vortrag von Paul Davies weiter, den ich mir erst gestern reingezogen hatte...

Bedauerlicherweise ist mein Internet stumm, weil ich weder Kopfhörer noch Lautsprecher habe. Aber ich glaube jeder Physiker setzt ETWAS voraus, das dem "ersten" voranging. Geht ja gar nicht anders, weil man eben nicht erklären kann, wie aus nichts etwas entstehen konnte, und sei dieses Etwas auch nur irgendeine Form von "innerer Spannung" (das setzt gleich wieder ein "Feld" voraus, ist also schon wieder "etwas" gegenüber nichts. Energie ist dann schon gleich wieder eine weitere Stufe dieses "etwas").

Eigentlich ist das eher eine philosophische als eine physikalische Frage, denn Physiker setzen immer etwas voraus, das schon da gewesen sein musste.

Realo schrieb:Was war "vor" und "außerhalb" der Singularität, aus der der Urknall erfolgte?

Ich glaube, da bist du hier in der falschen Rubrik gelandet. Die Naturwissenschaften können ja nicht mal eine Aussage zum Urknall selbst machen, da er sich jeglicher Empirie entzieht. Der Urknall selbst ist letztlich auch nur ein formaler Punkt, der sich zwangsläufig aus der "Rückabwicklung" ergibt, und mit unseren derzeitigen Theorien ist da nix zu machen.

Im Übrigen halte ich die Aussage, dass etwas aus dem "Nichts" entstanden sein soll für sachlich falsch. Das wird immer nur behauptet, entbehrt aber jeder Grundlage. Aus "Nichts" kann auch nichts entstehen, aus Energie schon.

Realo schrieb:Wie kann aus nichts Energie entstehen?

Auch Energie kann nicht aus "Nichts" entstehen! Es ist nun mal so, dass wir darüber nur spekulieren können, im Grunde können wir nicht mal sagen, dass es am Urknall keine Zeit und keinen Raum gab. Vielleicht gab es die, oder auch was anderes, wir haben einfach keine Theorie darüber, und Spekulationen bringen uns nicht wirklich weiter.

Realo schrieb:Eigentlich ist das eher eine philosophische als eine physikalische Frage,

Auch die Philosophie holt einen aus diesem hirnerweichenden Dilemma nicht raus. Also aus dem Zirkel von "und was war davor .... und davor ... und davor...?".

Vielleicht ist dies tatsächlich der Punkt an dem der lineare und kausale menschliche Verstand aufgeben muss.

Hier ist möglicherweise unsere natürliche Verständnisgrenze erreicht.

Peter0167 schrieb:Ich glaube, da bist du hier in der falschen Rubrik gelandet. Die Naturwissenschaften können ja nicht mal eine Aussage zum Urknall selbst machen, da er sich jeglicher Empirie entzieht.

Komisch, was verzapfen dann eigtl. Physiker wie R. Penrose oder M. Bojowald bloß für einen Unsinn? :D

Peter0167 schrieb:Spekulationen bringen uns nicht wirklich weiter

Uns vielleicht nicht, die Naturwissenschaft jedoch schon. Steht sie doch sogar in der Regel am Anfang jeder Wissenschaft, nennt sich da nur "Hypothesenbildung". ;)
(und hat natürlich kaum noch etwas mit Spekulation auf dem Niveau von Hausfrauenphilosophie zu tun, klar)

Peter0167 schrieb:Ich glaube, da bist du hier in der falschen Rubrik gelandet.

Ja. Müsste wohl unter Philosophie abgehandelt werden. Aber um diese Frage zu erörtern, nehme ich eben immer diese "erste Sekunde" der Weltentstehung, weil das so schön anschaulich ist, und frage mich, wie etwas aus nichts entstehen konnte. Natürlich wird diese Frage nie beantwortet werden können.

Was die eigentliche Titelfrage angeht, glaube ich, dass wir uns das mit den "Grenzen" des Universums zu einfach machen. geradeso als gäbe es irgendwo eine Zollstation: "Sie erreichen gerade das Ende des Universums. Haben Sie was zu verzollen?" "Außerhalb" des Universums kann eigentlich nur dieses nichts sein, das ich meine, und wo es auch keine Quantenfluktuationen oder gar Energie geben kann. Denn dann würde das automatisch gleich schon wieder mit zum Universum gehören (müssen).

Peter0167 schrieb:Im Übrigen halte ich die Aussage, dass etwas aus dem "Nichts" entstanden sein soll für sachlich falsch. Das wird immer nur behauptet, entbehrt aber jeder Grundlage. Aus "Nichts" kann auch nichts entstehen, aus Energie schon.

Das würde voraussetzen, dass Energie schon "immer" existierte und das müsstest du beweisen. Ich behaupte, dass das "Natürliche" nichts ist und dass "etwas" (also Sein) gegenüber Nichts das eigentlich Unbegreifbare ist. Denn selbst du stimmst mir ja zu, auch wenn du es anders gemeint hast:

Peter0167 schrieb:Aus "Nichts" kann auch nichts entstehen

Wenn es also niemals nichts gab, würde das bedeuten, dass es keinen Anfang gab (und damit auch kein Ende). Das widerspricht aber der physikalischen Lehrmeinung, sofern man kein Anhänger der Bubble-Threorie des pulsierenden Weltalls ist, die tatsächlich ohne Anfang und Ende auskommt.

Realo schrieb:Ich hatte mal einen irren Philosophie-Wälzer mit dem Titel "nichts" gelesen - meine Google-Suche ergab nichts, weil alles mit dem Roman gleichen Titels von Janne Teller zugekleistert ist. Ist es wirklich so schwer, sich nichts im wahrsten Sinne des Worts vorzustellen?

Sehr vielen fällt dies durchaus schwer, denn gerade im Versuch dies nicht zu tun, tun sie es dann doch und ehe man sich versieht wird dabei auch schon etwas verdinglicht, mit irgendwelchen Attributen beschenkt oder sogar mit einem eigenen Namen versehen. Voila, ein "etwas" wurde geboren.

Realo schrieb:Was war "vor" und "außerhalb" der Singularität, aus der der Urknall erfolgte? Die Präpositionen sind falsch, weiß ich, weil Zeit ja erst mit dem Urknall begann, also gab es auch nichts davor und außerhalb. Daher anders gefragt: Wie konnte diese Singularität, aus der der Urknall hervorging, entstehen, wenn es keine Zeit und keinen Raum gab? Das hätte logisch nicht sein dürfen.

Hierzu gibt es wohl gefühlt so viele Antworten wie es Bücher in jeder größeren Stadtbibliothek zu finden gibt. Doch welche Antwort richtig liegt, siehst Du wenn das Licht angeht.

RogerHouston schrieb:Auch die Philosophie holt einen aus diesem hirnerweichenden Dilemma nicht raus. Also aus dem Zirkel von "und was war davor .... und davor ... und davor...?".

Doch, sehr gut sogar. Siehe Geschichte der Materie... Dort war der scheinbar sich unendlich fortsetzende Mechanismus aber nicht Verursachung, sondern Teilbarkeit (Wenn alles teilbar ist... aus welchen Teilen besteht dann das... und aus welchen Teilen besteht das... und aus welchen Teilen besteht das...?), was dann immerhin zum Postulat einer Entität führte, die hier eine Ausnahme bildet, selbst also nicht mehr teilbar ist. Der weitere Verlauf der Geschichte ist ja bekannt, muss ich hoffentlich nicht näher ausführen. :)

Ohne die Philosophie hätte es ein derartiges Postulat nicht gegeben.

Entschuldigung das ich mich mal hier so einmische. Aber ich finde die Diskussion recht interressant. Es würde mich auch interessieren, wohin dieses Universum expandiert. Oder besser wo hinein. Für mein Verständnis bedeutete Ausdehnung, das etwas Raum nimmt. Und damit kommt mein Gehirn unweigerlich zu der Feststellung das es einen 2 Raum geben muss, in welchen das Universum expandiert. Das würde dann auch gleich die Energie des Urknalls erklären die es in einem nichts ja eigentlich gar nicht hätte geben könne. Problem hierbei ist, das der 2 Raum ja auch irgendwo herkommen muss. Ich finde übrigens nicht das das philosophische Fragen sind. Das ist Physik. Und es ist die eine Frage, an die sich alle anderen ranhängen.

Realo schrieb:Wenn es also niemals nichts gab, würde das bedeuten, dass es keinen Anfang gab (und damit auch kein Ende).

Um es mal auf den Punkt zu bringen, ich weiß es nicht, und ich spekuliere auch nicht.

"Mein" Universum begann eine Planckzeit nach dem Urknall, und selbst da ist es extrem schwierig, eine Beschreibung zu liefern.

Wenn sich andere wie z.B. Bojowald dennoch Gedanken darüber machen, und es ihnen womöglich sogar gelingen sollte, eine schlüssige Hypothese darüber zu finden, um so besser. Und die Krönung wäre es sogar, wenn diese Hypothese eine hypothetische Möglichkeit einer Überprüfung liefern würde, auch wenn die nie realisiert werden könnte. Dann hätte man halt eine alternative Variante, über die man nachdenken könnte, .... aber so weit sind wir noch lange nicht, und bis es so weit ist, ist das (zumindest für mich) purer Spekulatius.

Peter0167 schrieb:Mein" Universum begann eine Planckzeit nach dem Urknall, und selbst da ist es extrem schwierig, eine Beschreibung zu liefern.

Interessiert dich das vorher denn gar nicht? Für dein Universum war eine Menge Energie notwendig. Die muss ja irgendwo herkommen.

Noumenon schrieb:rogerhouston schrieb:
Auch die Philosophie holt einen aus diesem hirnerweichenden Dilemma nicht raus. Also aus dem Zirkel von "und was war davor .... und davor ... und davor...?".

Darauf Du überraschenderweise:

Noumenon schrieb:Doch, sehr gut sogar.

Dann lass' doch mal hören und befreie mich aus meinem Dilemma! :)

Neferit schrieb:Interessiert dich das vorher denn gar nicht? Für dein Universum war eine Menge Energie notwendig. Die muss ja irgendwo herkommen.

Ich habe mich damit abgefunden, niemals eine Antwort darauf zu bekommen, und mit Spekulationen kann ich nix anfangen. Ich konzentriere mich daher auf das, was überprüfbar ist.

Wenn einige Koryphäen, die bereits alles wissen, der Meinung sind, weit darüber hinaus denken zu können, dann sollen die das von mir aus tun, aber so lange es keine Belege gibt, soll man das dann auch nicht als Fakten verkaufen.

Zur Zeit sieht es so aus, dass wir uns langsam an den Beginn heran tasten, und die Grenzen werden uns von der experimentellen Überprüfbarkeit gesetzt. Punkt.