Was war zuerst - Raum oder Zeit?

Das ist ganz einfach, Raum kann unmöglich VOR Zeit dagewesen sein und sobald Raum EXISTIERT, ist auch Zeit da...

@Sector7
Ah ja...na wenn da so ist...Danke für die Aufklärung.
Wenn wir Dich nicht hätten...

Sector7 schrieb am 02.07.2017:Das ist ganz einfach, Raum kann unmöglich VOR Zeit dagewesen sein und sobald Raum EXISTIERT, ist auch Zeit da...

Woher nimmt nimmt man diese Feststellung, wie leitet diese sich ab?

Beinhaltet oder hat ein homogener Raum ohne Entropie Zeit?
Zeit ist letzlich das Nacheinander von Ereignissen in bestimmten messbaren Abschnitten.
Genauer: (a.) Stellen wir uns einen statischen, homogenen Raum vor = keine Zeit, aber Raum.
Erst ab dem einsetzen eines bisher undefinierten Zustandes expandiert dieser Raum (genauer: Inflation und ein einziger Punkt dieses Raumes entwickelt sich später zu dem, was wir als sichtbares Universum kennen) damit startet auch die Entropie (Abkühlung...) und somit entstehen Abfolgen = Zeit.
M.E. Entsteht Zeit parallel mit der Inflation. Was nicht bedeutet, dass es davor keinen Raum gab.

Leider wird hier immer als Basis kein statischer, sondern ein expandierender Raum angenommen (der in dem wir selbst sind). Im Umkehrschluss können wir bisher nur bis zum Punkt (a) rechnen (Urknall).
Dadurch ergibt sich das Trugbild, dass Zeit mit dem Raum entstanden sein muss.
(Nur mein Gedankenkonstrukt)

Mafiatom schrieb:Woher nimmt nimmt man diese Feststellung, wie leitet diese sich ab?

Ganz einfach. Wie kann irgendetwas sich zeitlich vor der Zeit befinden? Ist ein Widerspruch in sich selbst, ein Gehtnicht.

Mafiatom schrieb:Zeit ist letzlich das Nacheinander von Ereignissen in bestimmten messbaren Abschnitten.

Eben!

Mafiatom schrieb:Beinhaltet oder hat ein homogener Raum ohne Entropie Zeit?

Was ist ein Raum ohne Entropie?

Mafiatom schrieb:M.E. Entsteht Zeit parallel mit der Inflation. Was nicht bedeutet, dass es davor keinen Raum gab.

Leider wird hier immer als Basis kein statischer, sondern ein expandierender Raum angenommen (der in dem wir selbst sind). Im Umkehrschluss können wir bisher nur bis zum Punkt (a) rechnen (Urknall).
Dadurch ergibt sich das Trugbild, dass Zeit mit dem Raum entstanden sein muss.

Physikalische Beschreibungen können wir sogar nur bis zur ersten Planck-Sekunde nach dem Urknall machen. Über alles was sich "davor" abgespielt haben könnte können wir natürlich nur mutmaßen, insbesondere im Hinblick auf die Threadfrage hier.

Gemäß des kosmologischen Standardmodells drängt sich aber durchaus der Faktor Zeit als erstes auf welcher sich von der Singularität ausgehend aus einem Prozess (Zustand von 0 auf 1) mit dem daraus resultierenden Urknall und der anschließenden Entstehung und Inflation des Raumes ergiebt.

Da es nunmal immer von den zugrunde gelegten Prämissen abhängt von denen man ausgeht wird man in dieser Huhn oder Ei-Frage letztlich ohnehin keine Einigkeit erzielen können, zumindest solange dieses Thema für uns ein klassischer Grenzfall der Wissenschaft bleibt.

perttivalkonen schrieb:Was ist ein Raum ohne Entropie?

Entropie ist ein Mass der Unordnung.
Wenn alles statisch und geordnet ist, gibt es keine Zeit, da es keine Abfolgen gibt, in der man Zeit messen kann. Demzufolge gibt es auch keine Grösse oder Ausdehnung. Es wäre Statisch - es passiert nichts - keine Zeit, keine Abfolgen. Ja man kann sogar sagen, es wäre das NICHTS.
Stell dir vor alles um dich herum ist gelb (ein Unifarbenes gelb), du bist gelb, Schatten sind gelb, deine Gedanken sind gelb, alles komplett in Gelb. Die Autos sind genau so gelb wie die Strasse und so weiter. Die siehst und denkst in einem Universellen gelb. Gibt es dich dann? Wenn ja, wo und wie? (Krasses Gedankenexperiment, ich weiss).
Wo und wie kannst du nun Zeit nun festmachen? Wo ist oben, unten, links, rechts. Wie weit ist gelb von gelb entfernt? Wohin bewegst du dich wenn du von gelb nach gelb gehst? Bewegst du dich überhaupt? Woran machst du im allgegenwärtigen gelb eine Bewegung fest. (Dein Zeitgefühl mal vollkommen ausser acht gelassen.) Es gibt also auch kein Gelb vor Gelb, oder gar ein Gelb nach Gelb. Alles ist gelb, war gelb und wird immer gelb sein. Bis du dir in deinen gelben Finger stichst und ein winziger roter Bluttropfen hervortritt. Das ist der Urknall. Auf einmal wird alles möglich. Mit dem ersten Tropfen gibt es ein links, rechts, ein davor und ein danach... Das Blut war der Urknall.

Somit also auch keine Zeit vor der Zeit. Sondern erst Zeit ab einsetzen der Entropie (dem Start oder Anfang der Unordnung). Damit entstanden erstmals Abfolgen, die dann messbar werden.

Libertin schrieb:Huhn oder Ei-Frage

Huhn-Ei Frage ist simpel. Das Ei war zuerst da. Es wurde von einem Wesen gelegt, welches noch nicht dem vollkommen genetischen Pool des uns bekannten Huhns entspricht. Dieses Ei war genetisch mutiert und trug ab dann den genetischen Pool des Huhns und vererbt diesen weiter.

(Ich weiss, ich bin ein hoffnungsloser und totaler Querdenker)

@Mafiatom
Bei einem Raum, in dem Bewegung ist, verändert sich die Entropie, daoch da ist diese auch dann, wenn sich nichts bewegt odgl.

Mafiatom schrieb:Wenn alles statisch und geordnet ist, gibt es keine Zeit, da es keine Abfolgen gibt, in der man Zeit messen kann. Demzufolge gibt es auch keine Grösse oder Ausdehnung.

Also gibts auch keinen Raum.

Mafiatom schrieb:(Krasses Gedankenexperiment, ich weiss)

Weniger krass als vielmehr sagenwirmal unstimmig. Solange ich gelb sehe, gibt es da Licht, und somit sehe ich je nach Oberflächenbeschaffenheit sowie Oberflächenausrichtung a) zur Lichtuelle und b) zu mir das Gelb in verschiedenen Helligkeitsabstufungen. Da ich in solch einer Welt geboren bin, haben meine AUgen sich daran gewöhnt, und ich seh allespraktisch so wie hier. Gibt außerdem auch noch die anderen Sinne, allen voran den Hörsinn. Selbst blindtaubstumme Menschen können lernen, in dieser Welt zu leben, in ihrem Bereich klarzukommen, mit Menschen zu kommunizieren.

Selbst Einzeller ohne Sensoren für Licht, Schall odgl. leben und überleben. Sie haben nicht mal ein Zeitempfinden, und dennoch vergeht Zeit und existiert Raum.

Urknall geht nicht mit der Wahrnehmung von Veränderung los, sondern mit der Veränderung, Bewegung. Dasselbe bei der Entropie. Wahrgenommene Entropie und existierende Entropie dürfen nicht verwechselt werden. Das gemessene Objekt und der gemessene Wert sind zwei verschiedene Sachen.

@all

Ich vermute (mehr als vermuten kann man hier nicht, da nicht testbar), dass es vor dem Urknall einfach nichts gab. Allerdings meine ich damit nicht "nichts" im philosophischen Sinne. Ich vermute, dass auch das "Nichts" Eigenschaften hat. Es gibt ja auch die Nullpunktsenergie (auch Grundzustandsenergie oder Vakuumenergie oder Quantenvakuum), quasi eine Grundenergie des Vakuums auch wenn man ihr jegliche Materie entzogen hat. Ich vermute, dass es vor dem Urknall einfach nur diese Grundzustandsenergie gab, diese kann nachweislich durch Quantenflutktuationen Teilchen erzeugen und so enstand auch unser Universum. Ich postuliere, das es soetwas wie "Nichts" gar nicht gibt. Die Grundzustandsenergie ist quasi ein Axiom oder vllt Gott für religiöse ;)

Das Nichts des Lawrence Krauss hat es in sich. Denn aus Sicht der Quantenmechanik gibt es eigentlich gar keinen leeren Raum. Selbst ein perfektes Vakuum enthält laut Krauss ein „kochendes Gebräu aus virtuellen Partikeln, die erscheinen und wieder verschwinden, aber so rasch, dass wir sie gar nicht direkt sehen können“. Quanten-Fluktuationen nennen Physiker solche zufälligen Energieschwankungen im Vakuum. Sie verstehen darunter das spontane Entstehen eines Teilchens und seines Pendants, eines Antiteilchens. Normalerweise löschen sie sich kurz darauf wieder gegenseitig aus, so dass das Energieerhaltungsgesetz gewahrt bleibt. Denn es entsteht keine Energie aus dem Nichts.

Doch es ist denkbar, dass es am Anfang des (oder eines) Universums zu einer winzigen Ungleichverteilung kam, einem leichten Überschuss von Materie über Antimaterie. In diesem Fall würden sie sich nicht sofort gegenseitig auslöschen, sondern ein kleines Mehr an Materie würde bestehen bleiben. „Das würde zu all jener Substanz führen, aus der jene Sterne und Galaxien bestehen, wie wir sie heute im Universum sehen“, schreibt Krauss in „Ein Universum aus Nichts“.

http://www.tagesspiegel.de/wissen/vor-dem-urknall-wie-kann-das-universum-aus-dem-nichts-entstehen/11179340.html

Wikipedia: Nullpunktsenergie

Den Begriff der Entropie und damit den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik in die Diskussion einzubringen, ist sicherlich eine Überlegung wert.

Damit lässt sich Ursprungsfrage relativ elegant beantworten (ob die Antwort richtig ist, steht aber natürlich auf einem anderen Blatt).

Falls der zweite Hauptsatz tatsächlich ein universelles Gesetz beschreibt - und nichts spricht derzeit dagegen - muss unser Universum in einem extrem ausgezeichneten Zustand begonnen haben, nämlich in einem Zustand geringster Entropie.

Das liegt unter Anderem daran, dass in den ersten Sekundenbruchteilen nach der Anfangs-Singularität die Freiheitsgrade der Gravitation noch keinen Einfluss hatten weil alle Teilchen (=Energie) eine Ruhemasse von 0 aufwiesen. Teilchen mit Ruhemasse 0 (z.B. Photonen) bewegen sich grundsätzlich mit Lichtgeschwindigkeit.

Nun ist es prinzipiell nicht möglich eine Uhr zu bauen (oder zu erdenken), die aus masselosen Teilchen besteht - die Dimension der Zeit ist schlichtweg nicht vorhanden, weil mit keinem Mittel messbar.

Insofern kann man durchaus sagen, dass es eine Phase in unserem Universum gab, die ausschließlich die bekannten Raumdimensionen aufwies, aber mangels Teilchen mit Ruhemasse > 0 ein Zeitablauf prinzipiell nicht gemessen werden konnte und sich folglich die messbare Zeit erst 'später' zu den Raumdimensionen hinzu gesellte.

@hawak

Danke für diesen Beitrag. Nach 90 Seiten endlich mal was "Handfestes" :D

hawak schrieb:Insofern kann man durchaus sagen, dass es eine Phase in unserem Universum gab, die ausschließlich die bekannten Raumdimensionen aufwies, aber mangels Teilchen mit Ruhemasse > 0 ein Zeitablauf prinzipiell nicht gemessen werden konnte und sich folglich die messbare Zeit erst 'später' zu den Raumdimensionen hinzu gesellte.

Das finde ich mal klasse, danke für diesen Beitrag.
Mein Gedankengut sehr gut beschrieben, so meinte ich es.

hawak schrieb:Teilchen mit Ruhemasse 0 (z.B. Photonen) bewegen sich grundsätzlich mit Lichtgeschwindigkeit

setzt nicht geschwindigkeit(weg/zeit) zeit vorraus?

fuer das photon vergeht keine zeit, das photon ist quasi an jeden punkt seiner bahn gleichzeitig - also auch kein raum?

hawak schrieb:Falls der zweite Hauptsatz tatsächlich ein universelles Gesetz beschreibt - und nichts spricht derzeit dagegen - muss unser Universum in einem extrem ausgezeichneten Zustand begonnen haben, nämlich in einem Zustand geringster Entropie.

meint "geringste entropie" keine entropie?
waere das gleichbedeutend mit "keine information"(informationstheoretisch betrachtet - auch hier gibt es ja den begriff der entropie)

@hawak

hawak schrieb:Das liegt unter Anderem daran, dass in den ersten Sekundenbruchteilen nach der Anfangs-Singularität die Freiheitsgrade der Gravitation noch keinen Einfluss hatten weil alle Teilchen (=Energie) eine Ruhemasse von 0 aufwiesen.

Seit wann hat Gravitation keinen Einfluss auf Elementarteilchen ohne Ruhemasse? Licht wird doch in einem Gravitationsfeld abgelenkt, daher der Gravitationslinseneffekt.

hawak schrieb:Nun ist es prinzipiell nicht möglich eine Uhr zu bauen (oder zu erdenken), die aus masselosen Teilchen besteht

Die Frequenz eines Photons ist doch eine ausgezeichnete Uhr oder nicht?

perttivalkonen schrieb:Solange ich gelb sehe, gibt es da Licht, und somit sehe ich je nach Oberflächenbeschaffenheit sowie Oberflächenausrichtung a) zur Lichtquelle und b) zu mir das Gelb in verschiedenen Helligkeitsabstufungen.

Nein, nur ein Universelles GELB. Geh auf das Gedankenexperiment einfach mal ein, ohne deine sonstigen Sinne oder ein Lebewesen einzubringen.
Versuche in einem absolut gleichmässigem gelben Raum, dich, oder Zeit, oder Bewegung zu definieren.

neoschamane schrieb:fuer das photon vergeht keine zeit, das photon ist quasi an jeden punkt seiner bahn gleichzeitig - also auch kein raum?

Jeder Punkt einer Bahn setzt Raum voraus, Zeit ist nicht vorhanden. Aber womit will man nun diese Punkte bestimmen, mit unendlich vielen Punkten und an jedem Punkt Gleichzeitigkeit (=also zeitlos)? Wenn also jeder Punkt im Raum Gleichzeitig ist und sich nicht ändert, habe ich einen unendlichen Raum (rechnerisch ist dieser Raum eine Sigularität - denn keine Zeit, keine Ausdehnung, kein Raum).
Rein philosophisch klingt das schon so: In einem unendlich grossen Raum hat ein zeitloses etwas einen Bluttropfen verloren (lach BigBang).

mojorisin schrieb:Seit wann hat Gravitation keinen Einfluss auf Elementarteilchen ohne Ruhemasse? Licht wird doch in einem Gravitationsfeld abgelenkt, daher der Gravitationslinseneffekt.

Raumzeitkrümmung - das kam erst später. Es gab nur Energie mit Ruhemasse = 0, daher auch keine Raumzeitkrümmung. Diese kann erst nach dem einsetzen von Energie (Teilchen) mit Ruhemasse >0 entstehen.

mojorisin schrieb:Die Frequenz eines Photons ist doch eine ausgezeichnete Uhr oder nicht?

Das hier beschriebene Photon war nach dem Anfang. Also davor auch kein Photon, kein Elementarteilchen, keine Frequenz.

@Mafiatom

Raumzeitkrümmung - das kam erst später. Es gab nur Energie mit Ruhemasse = 0, daher auch keine Raumzeitkrümmung. Diese kann erst nach dem einsetzen von Energie (Teilchen) mit Ruhemasse >0 entstehen.

Entschuldige, aber diese Aussage ist Käse. Jede Form von Energie krümmt die Raumzeit und ist daher ein Quelle von Gravitation.

neoschamane schrieb:meint "geringste entropie" keine entropie?
waere das gleichbedeutend mit "keine information"(informationstheoretisch betrachtet - auch hier gibt es ja den begriff der entropie)

Nein, die Entropie in der Informationstheorie bezieht sich auf die sogenannte Entropiekodierung und hat nichts mit der thermodynamischen Entropie zu tun. Trotzdem stimmt natürlich, dass auch zwischen der (thermodynamischen) Entropie und der z.B. dem Erhaltungungssatz der Information höchst interessante (und verwirrende) Zusammenhänge bestehen...

mojorisin schrieb:Seit wann hat Gravitation keinen Einfluss auf Elementarteilchen ohne Ruhemasse? Licht wird doch in einem Gravitationsfeld abgelenkt, daher der Gravitationslinseneffekt.

 

Stimmt.

Die Idee dahinter ist ja, dass der extrem geordnete Zustand am Anfang (niedrigste mögliche Entropie) gar keine gravitativen Freiheitsgrade zuließ. Wenn man so will - bildlich gesprochen haben sich die gravitativen Potentiale gegenseitig neutralisiert.
Irgendetwas in dieser Richtung muss bestanden haben, ansonsten hätten die extremen Krümmungen der Raumzeit unserer Universum innerhalb der ersten Sekundenbruchteile wieder in einer Singularität verschwinden lassen.

mojorisin schrieb:Die Frequenz eines Photons ist doch eine ausgezeichnete Uhr oder nicht?

Sehr schöner Einwand!

Meine Antwort, dass man nichts bauen könnte, um diese Frequenz zu messen, wäre wohl nur ein schwaches Argument...

Ich versuch's andersrum: Man kann natürlich die Frequenzen (oder Energien) von Teilchen mit Ruhemasse Null messen. Aber dafür benötigt man irgendeine Apparatur, die sich nicht genau auf dem Rand des Lichtkegels des Photons aufhält. Da aber alle Teilchen mit Ruhemasse 0 sich jeweils auf dem Rand ihres eigenen Lichtkegels aufhalten, können sie nie zeitartig interagieren. Für sie existiert Zeit buchstäblich nicht. Ergo ist es prinzipiell unmöglich, in einem Universum ohne Teilchen mit Ruhemasse > 0 die Zeit zu messen.

(Daraus folgernd die Zeit als Dimension einfach aus der Gleichung heraus zu streichen ist aber - nun ja - relativ gewagt, ich weiß;-)

hawak schrieb:muss unser Universum in einem extrem ausgezeichneten Zustand begonnen haben, nämlich in einem Zustand geringster Entropie.

Oder aber in einem Zustand maximaler Energiedichte und maximaler Temperatur. Die Expansion zog die Reduktion von Dichte und Temperatur nach sich, so dass Teilchen auskondensieren und sich im Zuge des Abkühlungsprozesses zu weiteren Strukturen ordnen konnten. Der Zustand maximaler Entropie (gleich Zustand größter Unordnung) entspricht dann dem Zustand minimaler Energiedichte und minimaler Temperatur. Aber ob diese Entsprechung im Umkehrschluss dazu berechtigt, den Zustand maximaler Energiedichte und maximaler Temperatur mit geringster Entropie (gleich Zustand höchster Ordnung) gleichzusetzen, erscheint mir gewagt. Aber ich bin kein Physiker ...

Peter0167 schrieb:Danke für diesen Beitrag. Nach 90 Seiten endlich mal was "Handfestes"

Danke, aber das ist von mir natürlich auch nur weitgehende Spekulation - trotzdem bin ich überzeugt, dass die Thermodynamik als klassische Theorie noch lange nicht ausgedient hat und vielleicht bei schwierigen Fragen der Kosmologie mehr berücksichtigt werden sollte.

ATGC schrieb:Der Zustand maximaler Entropie (gleich Zustand größter Unordnung) entspricht dann dem Zustand minimaler Energiedichte und minimaler Temperatur. Aber ob diese Entsprechung im Umkehrschluss dazu berechtigt, den Zustand maximaler Energiedichte und maximaler Temperatur mit geringster Entropie (gleich Zustand höchster Ordnung) gleichzusetzen, erscheint mir gewagt

Du hast vollkommen Recht - wenn man nur Energie(dichte) und/oder Temperatur betrachtet.
Der Witz ist, dass unser Universum erst begonnen hat massiv an Entropie - also Unordnung - zu gewinnen, als die gravitative Verklumpung der Materie eingesetzt hat.

Die Zunahme an Entropie durch Gravitation ist um vielfache Größenordnungen höher als alles was durch Temperaturausgleich jemals hätte erreicht werden können.
Gewissermaßen haben wir dadurch ein interessantes Rätsel vor Augen:

Wenn die Anfangssingularität einen Zustand geringster Entropie auszeichnet, warum sind dann alle bekannten Ende-Singularitäten (also schwarze Löcher) von Zuständen höchster Entropie ausgezeichnet?
Aber die Frage gehört nicht in diesen Thread...

@hawak

hawak schrieb:(Daraus folgernd die Zeit als Dimension einfach aus der Gleichung heraus zu streichen ist aber - nun ja - relativ gewagt, ich weiß;-)

Klingt zumindest sehr gewagt ja :) Vor allem wenn ich an daran denke dass auch Ruhemasselose Teilchen Energie und Impuls tragen und miteinander wechselwirken.

hawak schrieb:Da aber alle Teilchen mit Ruhemasse 0 sich jeweils auf dem Rand ihres eigenen Lichtkegels aufhalten, können sie nie zeitartig interagieren.

Äußerst gewagt wenn wir die Zwei-Photonen-Physik betrachten. Z.B. müsste bei hochenergetischen Photonen auch der umgekehrte Prozess zur Annhiliation beobachtbar sein. Zudem müsste es auch eine Photon-Photon-Streuprozess geben.
Sogar hochaktuell: https://arxiv.org/abs/1702.01625