Wie entstanden Materieansammlungen?

@ShawnFKennedy

ShawnFKennedy schrieb:es gab (Vereinfacht gesagt) DIchteschwankungen, weil man, wie du sicherlich weißt in der Quantentheorie bestimmte Werte nicht gleichzeitig bestimmen kann bzw diese zwei Werte tatsächlich eine gewisse unschärfe aufweisen. So auch mit Impuls und Ort. Das heißt, der Impuls und auch der Ort eines Teilchens sind immer etwas variabel. Aus diesen Quantenfluktuationen entstanden letzlich die Dichteschwankungen, die dafür sorgten, dass sich an einigen Orten Materieklumpen bildeten.


Eine andere Erklärung dafür wäre aber auch ,dass das Universum keineswegs aus einem homogenen, geordneten Anfangszustand entstanden sein muss. Es könnte von Anfang an " Dellen" aufgewiesen haben, die für die ungleichverteilung der Materie gesorgt haben.

Nach langer Zeit der Abstinenz muss ich mich hier auch mal wieder zu Wort melden.

Was ShawnFKennedy oben erklärt ist beides korrekt, aber nicht unbedingt präzise. Um die Anfangsfrage des Threads zu beantworten, das ganze ging folgendermaßen vonstatten:

Es gibt im Universum einen Vakuum-Hintergrund, der ein bestimmtes Energielevel hat, willkürlich auf Null festgelegt (Man kann nicht sagen dass das Energielevel absolut Null ist, weil man nicht sagen in Relation zu was es absolut sein soll, das nur am Rande). Aufgrund quantenmechanischer Unbestimmtheit fluktuiert dieser Energiewert aber in der Größenordnung der Plancklänge (kleinste mögliche Längeneinheit) um den Wert 0 herum, er ist also zufällig von Null verschieden. Wie wir dank Einstein wissen, ist Energie dasselbe wie Materie, ein von Null verschiedener Energiewert ist also dasselbe wie ein Teilchen (siehe Wikipedia: Vakuumfluktuation). Bei der Expansion des Universums aus einem hypothetischen (!) Null-Dimensionalen Punkt heraus expandieren auch diese Energiefluktuationen und werden somit "aufgeblasen".

Kurz gesagt: Die Quantenfluktuationen die ShawnFKennedy erwähnt hat, sind eben jene "Dellen" in seinem zweiten Absatz, die auf kosmische Dimensionen aufgeblasen wurden. Diese Dellen führen eine Ungleichverteilung der Materie in dem Plasma hervor, dass das Universum ausgefüllt hat, das heisst an einigen Stellen war die Materie geringfügig dichter als an anderen. Diese "Spots" dichterer Materie haben damit eine Gravitationswirkung auf die umliegende Materie, die die dichten Stellen immer dichter und die leereren Stellen noch leerer werden ließen. Im Endeffekt hat sich das Plasma also an den dichteren Stellen zusammengezogen bis sich dort die Materie zusammenballte und Sterne gezündet hat.

Desweiteren:

GalleyBeggar schrieb:Auf Wiki weisen sie dazu auf die Vakuumfluktation hin... aber so kurz nach der Entstehung von R+Z+M gehe ich nun von einer so hohen Materiedichte aus, dass man garantiert nicht von einem totalen Vakuum ausgehen kann, oder?

Die Vakuumfluktuation findet nicht nur in einem totalen Vakuum statt, sondern immer und überall, denn du hast im Grunde (nahezu) überall ein totales Vakuum. Selbst ein Atom besteht zum größten Teil aus absolutem Vakuum, da sich die gesamte Masse fast nur auf den Kern konzentriert.

GalleyBeggar schrieb:Ich bezweifel, das im Frühstadium des Universums eine so "hohe" Teilchendichte herrschte, wie derzeit *g*

Das meinst du hoffentlich andersherum ;) In den frühesten Zeiten des Universums war die Materie unvorstellbar dicht gepackt (sofern man überhaupt von Materie sprechen kann)

GalleyBeggar schrieb:Ich gehe nun davon aus, dass sich R+Z+M gleichmäßig in alle Richtungen ausgedehnt hat.

Nicht ganz, es dehnten sich nur Raum und Zeit aus. Materie wurde mit gedehnt, WEIL der Raum sich ausdehnt. Wenn du Rosinen auf ein Gummituch legst und das Tuch ausdehnst, wird der Abstand zwischen den Rosinen auch größer, aber die Rosinen dehnen sich nicht per se aus.

GalleyBeggar schrieb:Oder würde es in der Schwerelosigkeit schon ein Heliumatom schaffen ein Wasserstoffatom quasi in seine "Umlaufbahn" zu ziehen?

Die Wirkung der Gravitation ist (so nimmt man zumindest an) nicht du die Entfernung beschränkt. Sie ist auf der anderen Seite des Universums vom Startpunkt aus zwar ungleich viel schwächer, nichtsdestotrotz aber vorhanden, und kann - genug Zeit vorausgesetzt - natürlich immernoch wirken.

-Therion- schrieb:um quantenphsyik zu verstehen müsstest du wirklich wissenschaftler sein, glaube mir du bist nicht dumm da blicken wirklich nur sehr wenige durch ...

Totaler Quark, ein durchschnittlicher Intellekt ist ausreichend um nahezu alles zu verstehen, selbst komplexeste Physik. Man muss sich nur lange genug damit auseinandersetzen. Auch Wissenschaftlern fliegt das nicht zu, sie beschäftigen sich nur Jahre und Jahrzehntelang ausschliesslich mit diesen Themen.

zeitlos schrieb:ein eindimensionaler Punkt hat:

länge: x
breite: 0
tiefe: 0

Und ist damit eine Linie, kein Punkt.

zeitlos schrieb:also is das ding unendlich klein.. also NIX

Es hat doch eine Länge x, also ist es nicht unendlich klein, sondern eine Linie. Ist x=20m, ist es dann unendlich klein? Wohl kaum. Länge 0, Breite 0, Tiefe 0 wäre auch nicht unendlich klein, sondern exakt nichts. 0 ist nicht unendlich klein ;)

zodiac68 schrieb:Wenn ich den Artikel in der Wiki richtig verstehe sind Deuterium- und Heliumkerne gemeint, also ohne Elektronen. Da hab ich wohl etwas unklar ausgedrückt.

Für mein Verständnis sind das keine "richtigen" Atome, es fehlt halt was. (Könnte man aber drüber diskutieren)

Es sind auch keine "richtigen" Atome, es gibt sogar ein Wort dafür: Wikipedia: Ion

@Mindgame

richtig mit einer länge x=40 wäre es eine Linie, allerdings eine die keine Höhe und Tiefe hat. und somit kann sie nicht dargestellt werden..ist also nichts

@Mindgame
Ah, alles klar. Hab mir zu dem Thema gestern noch einige Artikel durch gelesen und auf youtube nen paar Dokus zu angesehen ^^

Ich glaub jetzt hab ichs :D
Mir fehlte quasi nur noch die genauere Erklärung zur Vakuumfluktation. Die hast du geliefert :)
So als Brot kommt man irgendwie nich gleich drauf, dass man bei Quantenphysik kleiner als Atome denken muss ^^ :D
Thx!

@zeitlos

zeitlos schrieb:richtig mit einer länge x=40 wäre es eine Linie, allerdings eine die keine Höhe und Tiefe hat. und somit kann sie nicht dargestellt werden..ist also nichts

Doch, sie hätte eben keine Ausdehung in die anderen Dimensionen. Sonst könnte ein hypotetischer Beobachter in einem 4D hyperraum genausogut behaupten, unsere 3D Welt wäre " nichts"

Es gibt im Universum einen Vakuum-Hintergrund, der ein bestimmtes Energielevel hat, willkürlich auf Null festgelegt (Man kann nicht sagen dass das Energielevel absolut Null ist, weil man nicht sagen in Relation zu was es absolut sein soll, das nur am Rande). Aufgrund quantenmechanischer Unbestimmtheit fluktuiert dieser Energiewert aber in der Größenordnung der Plancklänge (kleinste mögliche Längeneinheit) um den Wert 0 herum, er ist also zufällig von Null verschieden. Wie wir dank Einstein wissen, ist Energie dasselbe wie Materie, ein von Null verschiedener Energiewert ist also dasselbe wie ein Teilchen (siehe Wikipedia: Vakuumfluktuation). Bei der Expansion des Universums aus einem hypothetischen (!) Null-Dimensionalen Punkt heraus expandieren auch diese Energiefluktuationen und werden somit "aufgeblasen".

Ein Energiewert verschieden 0 in Bezug auf Vakuumfluktuationen ist dasselbe wie ein Teilchen, interessant.
Virtuelle Teilchen sind keine physikalischen Teilchen, es ist eine Methode eine Wechselwirkung zu beschreiben. Virtuelle Teilchen sind Therme in einer Störungsreihenenwicklung und Teil eines Modells mit denen z.B. Feynamndiagramme konstruiert werden und Übergangswahrscheinlichkeiten für Prozesse berechnet werden können. Da ist nichts reelles bei und da ist auch nichts „aufblasbar“

-Therion- schrieb:
um quantenphsyik zu verstehen müsstest du wirklich wissenschaftler sein, glaube mir du bist nicht dumm da blicken wirklich nur sehr wenige durch ...

Totaler Quark, ein durchschnittlicher Intellekt ist ausreichend um nahezu alles zu verstehen, selbst komplexeste Physik. Man muss sich nur lange genug damit auseinandersetzen. Auch Wissenschaftlern fliegt das nicht zu, sie beschäftigen sich nur Jahre und Jahrzehntelang ausschliesslich mit diesen Themen.

Ne ist klar, um komplexeste Physik zu verstehen braucht es kein Physik Studium. Es reicht vollkommen durchschnittlich intelligent zu sein und sich mit dem Thema auseinander zu setzen. Deswegen ist ein Energiewert im Vakuum verschieden 0 auch dasselbe wie ein Teilchen für den durchschnittlich Intelligenten der sich mit komplexester Physik beschäftigt.

@Mindgame

@NewHorizon

NewHorizon schrieb am 26.06.2012:Ein Energiewert verschieden 0 in Bezug auf Vakuumfluktuationen ist dasselbe wie ein Teilchen, interessant.
Virtuelle Teilchen sind keine physikalischen Teilchen, es ist eine Methode eine Wechselwirkung zu beschreiben. Virtuelle Teilchen sind Therme in einer Störungsreihenenwicklung und Teil eines Modells mit denen z.B. Feynamndiagramme konstruiert werden und Übergangswahrscheinlichkeiten für Prozesse berechnet werden können. Da ist nichts reelles bei und da ist auch nichts „aufblasbar“

Gut, ich habe mich unpräzise ausgedrückt. Ein von null verschiedener Energiewert ist massebehaftet, um genau zu sein, da E=mc². Und ein virtuelles Teilchen ist sehr wohl ein "physikalisches" Teilchen, wenn auch etwas anderes als ein "reales" Teilchen - auch "reale" Teilchen sind letzten Endes vor allem eine Methode, eine Wechselwirkung zu beschreiben! Der primäre Unterschied zwischen realen und virtuellen Teilchen ist letzten Endes der, das erstere observabel sind, letztere nicht. Und man darf auch nicht vergessen, das virtuelle Teilchen auch zu "realen" Teilchen werden können (siehe Hawking-Strahlung)!

Darüberhinaus habe ich nicht gesagt das die virtuellen Teilchen "aufgeblasen" werden, sondern die Quantenfluktuationen des Vakuums (oder von mir aus auch des Inflaton-Feldes) - um genau zu sein, ich habe virtuelle Teilchen nichtmal erwähnt.

NewHorizon schrieb am 26.06.2012:Ne ist klar, um komplexeste Physik zu verstehen braucht es kein Physik Studium. Es reicht vollkommen durchschnittlich intelligent zu sein und sich mit dem Thema auseinander zu setzen. Deswegen ist ein Energiewert im Vakuum verschieden 0 auch dasselbe wie ein Teilchen für den durchschnittlich Intelligenten der sich mit komplexester Physik beschäftigt.

Und wieder zitierst du mich falsch. Wo habe ich gesagt das man kein Physik-Studium braucht? Aber du hast recht, ich sage es jetzt hiermit trotzdem offiziell: Ja, selbst für die komplexesten Bereiche der Physik braucht man nicht zwangsläufig ein Studium. Was ist Studium anderes, als ein Prozess, der einen zum lernen anleitet? Man kann aber auch ohne Studium lernen. Natürlich braucht man ein Studium, um offiziell ein Physiker zu sein, das ist klar. Den meisten Menschen fällt es auch leichter, in einem Studium zu lernen als alleine für sich. Aber das Studium für eine unbedingte Voraussetzung für die Aufnahme von Wissen zu machen, halte ich doch für ein wenig voreilig. Wenn jemand jahrzehntelang alle Bücher über Physik und Mathematik liest, sich das Wissen darin zu eigen macht und vielleicht selbst einige kleine Experimente ausführt, warum sollte so jemand per se weniger Ahnung von Physik haben, als jemand der es eben einfach studiert hat?

Abgesehen davon, ich ignoriere einfach mal den (mehr oder weniger) versteckten Seitenhieb in deinem letzten Satz, ich würde die Diskussion nämlich gerne einigermaßen sachlich halten.

Moin @GalleyBeggar

GalleyBeggar schrieb am 20.06.2012:Hm... jetzt frage ich mich aber, wo die dafür nötige Gravitation her kam? Auf Wiki weisen sie dazu auf die Vakuumfluktation hin... aber so kurz nach der Entstehung von R+Z+M gehe ich nun von einer so hohen Materiedichte aus, dass man garantiert nicht von einem totalen Vakuum ausgehen kann, oder? Ich bezweifel, das im Frühstadium des Universums eine so "hohe" Teilchendichte herrschte, wie derzeit *g*

Hallo.
..glaube hier steckt wieder der typische "Denkfehler" drin. Gravitation geht erstmal von jeglicher Energie aus, es braucht nicht erst Ruhemasse behaftete Teilchen... wie hier im laufe des Threads beschrieben... um Gravitation zu generieren, jede Form von Strahlung bewirkt oder hat Gravitation.

Somit entstand die Gravitation direkt mit dem Urknall, als Energie frei wurde. Diese Energie war homogen verteilt, es entstanden zwar verschiedene Raumblasen mit entsprechenden Energiewerten, die ihren Ursprung in der Singularität hatten, aber diese waren folglich Dicht aneinander gedrängt, als der Raum (die Räume) gemeinsam expandierten.

Im allgemeinen spricht man nach genannt sehr kurzer Zeit von Ursuppe des Plasmas, in diesem es zu Vakuumfluktuationen kam. Nun kann man sich dass ganze, um die spätere Verteilung von Strukturen im All zu visualisieren, als ein Art "Wasserkugel" vorstellen die von der Gravitation zusammengehalten wird. Da der Raum nun aber selbst expandiert und diese Kugel (in der die Gravitation eigentlich bisher gleichmässig verteilt ist) somit auseinanderdrückt/aufbläst und ausdünnt,....braucht es irgendwas, was dafür sorgt das diese homogene Verteilung stört.

In dem Falle tauchen nun Vakuumfluktuationen auf. Diese führen dazu, das die homogen verteilte Grav. für kurze Zeit, an gewissen Punkten innerhalb der Kugel, winzige Gravitationsüberschüsse erzeugt. Man kann sich das so vorstellen als wenn gewisse bereiche im Wasser plötzlich ausfrieren. Diese Bereiche können nun nicht mehr von dem expandierenden Raum auseinandergdrückt werden... und bilden mit der Zeit Verklumpungen....(zb. DM) im weiter expandierenden Raum. Die die einst homogen verteilte Suppe ist nun von Gravschwerpunkten übersät während der Raum weiter expandiert...

NGZ

@Z.,

Z. schrieb:Da der Raum nun aber selbst expandiert und diese Kugel (in der die Gravitation eigentlich bisher gleichmässig verteilt ist) somit auseinanderdrückt/aufbläst und ausdünnt,....braucht es irgendwas, was dafür sorgt das diese homogene Verteilung stört.

In dem Falle tauchen nun Vakuumfluktuationen auf. Diese führen dazu, das die homogen verteilte Grav. für kurze Zeit, an gewissen Punkten innerhalb der Kugel, winzige Gravitationsüberschüsse erzeugt.

"Winzige Gravitationsüberschüsse" ist zwar nicht falsch, klingt aber doch ein wenig seltsam ;) Das ist zwar ein wenig wie die Frage nach der Henne und dem Ei, aber die Vakuumfluktuationen treten nicht erst in dem von dir genannten Fall auf, sondern sind quasi von Anfang an mit von der Partie - oder sagen wir zumindest seit dem Entstehen eines Zeitpfeils. Wie du schon sagst, Energie ist automatisch massebehaftet und hat damit automatisch eine Gravitationswirkung, als führen die Vakuumfluktuationen natürlich auch zu fluktuationen im Gravitationsfeld, gewissermaßen wenigstens - über jede nennenswerte Distanz ist die Summe aller Fluktuationen natürlich Null. Aber das ausdehnen des Raums "verstärkt" eben auch diese Fluktuationsunterschiede.

Z. schrieb:Man kann sich das so vorstellen als wenn gewisse bereiche im Wasser plötzlich ausfrieren. Diese Bereiche können nun nicht mehr von dem expandierenden Raum auseinandergdrückt werden... und bilden mit der Zeit Verklumpungen....(zb. DM) im weiter expandierenden Raum.

Du magst diese Wasser-Analogie ziemlich, kann das sein ? ;p
Wie dem auch sei, da hat sich ein kleiner Denkfehler bei dir eingeschlichen. Mit dem expandierenden Raum dehnt sich alles aus, was in den Raum eingebettet ist, damit natürlich auch deine "gefrorenen" Bereiche.

Hi @Mindgame
Na mal ein frischer Post ;)

Du irst hier in verschiedener Weise (Vollkommen Kritiklos... eher mit nem Lächeln....)
Gehn wirs mal an...

Mindgame schrieb:Winzige Gravitationsüberschüsse" ist zwar nicht falsch, klingt aber doch ein wenig seltsam ;) Das ist zwar ein wenig wie die Frage nach der Henne und dem Ei, aber die Vakuumfluktuationen treten nicht erst in dem von dir genannten Fall auf, sondern sind quasi von Anfang an mit von der Partie

Na klar sind die von Anfang an mit von der Partie...wir reden hier über Zeitbereiche von
10 hoch−33 s bis 10hoch−30 s.... das kannst du meinetwegen noch enger setzen....aber

Z. schrieb:Im allgemeinen spricht man nach genannt sehr kurzer Zeit von Ursuppe des Plasmas, in diesem es zu Vakuumfluktuationen kam.

...war nicht anders gemeint... ich gebe aber zu, das ich wenig Zeit hatte heute morgen... noch einfach verständlicher zu formulieren und es so zu setzen das jeder es so versteht wies gemeint ist.... immerhin ;-)

Wichtig ist sobald Energie (auch uns noch nicht bekannte) mit ins Spiel kommt haben wir Gravitation vorliegen... insofern ist auch dein... kleiner Einwand...

Mindgame schrieb:Wie du schon sagst, Energie ist automatisch massebehaftet und hat damit automatisch eine Gravitationswirkung,

...nicht gänzlich korrekt formuliert denn...

Masse wird heutzutage nur noch, Mainstreamgerecht, mit dem Begriff "Ruhemasse" definiert, wenn wirs mal SO genau nehmen... deshalb schrieb ich gerade in dem Falle....

Z. schrieb:es braucht nicht erst Ruhemasse behaftete Teilchen... wie hier im laufe des Threads beschrieben...

... da hier zudem wichtig...

.....Reine Energie ohne Ruhemasseanteil erzeugt Gravitation! Das mir das mal endlich allgemein sitzt!! ;) Masse und Energie sind Aquivalent und haben die gleiche ....WIRKUNG ABER NICHT DIE GLEICHE ERSCHEINUNGSFORM.... und es gilt apriori für E=mc²....

......Ruheenergie = Ruhemasse · c2.

http://www.einstein-online.info/vertiefung/atombombe?set_language=de (Archiv-Version vom 22.07.2012)

Ich habe hier alzu viele (absichtliche) Missverständnisse von anderen ausräumen müssen...deswegen hier nochmal der exakte Ansatz..! (nicht auf Dich bezogen)

Das hier aber musst du mir nochmal erklären....

Mindgame schrieb:als führen die Vakuumfluktuationen natürlich auch zu fluktuationen im Gravitationsfeld, gewissermaßen wenigstens - über jede nennenswerte Distanz ist die Summe aller Fluktuationen natürlich Null. Aber das ausdehnen des Raums "verstärkt" eben auch diese Fluktuationsunterschiede.

..Komm ich nich raus... habe zwar Vermutung..nach der der Ansatz nicht korrekt wäre...aber will erst hören wie denn tatsächlich gemeint war...wenn möglich? Weiter...

Mindgame schrieb:Du magst diese Wasser-Analogie ziemlich, kann das sein ?

Sagt du hast mich schon öfter mal gelesen...Danke. Ja dies ist aber nicht nur mein Faible, sondern geht ganz allg. unter Fluiddynamischen Systemprozessen... das schöne bei Erklärungen ist zudem das viele sich mir der Dynamik von Wasser auskennen und so eine schnelle Vorstellung gewinnen können.

Wie dem auch sei, da hat sich ein kleiner Denkfehler bei dir eingeschlichen. Mit dem expandierenden Raum dehnt sich alles aus, was in den Raum eingebettet ist, damit natürlich auch deine "gefrorenen" Bereiche.

Ja da hat sich tasächlich ein Denkfehler bei Dir eingeschlichen...hihihi... Denn es gilt, das die von der Gravitation zusammengehaltenen Zonen, wie zB. Galaxien bzw. Atomstrukturen sich nicht mit dem expandierenden Raum ausdehnen, sonst würden wir kaum irgendwelche Strukturen Beobachten können. Apriori gilt.... das sich der Raum um die Strukturen..aber nicht die Strukturen selbst Ausdehnen. Die Strukturen entfernen sich voneinander!! (Bewegen sich wenn sie ausgefroren sind also mit dm expandierenden Raum, aber dehnen sich nicht mehr) Würden sich die Strukturen wie zB. Atome mit der Expansion ausdehnen....wären sie nicht quasistabil!!! (siehe Protonenzerfallszeit).

Ich würde sehr gerne mit dir weiterdiskutieren um meinen obigen Ansatz noch besser darzustellen..habe mir heute noch einen wichtigen Punkt überlegt der die Filamente gut erklären könnte...Egal, noch Kritikpunkte??

NGZ.

@Mindgame

Ich habe dir geantwortet weil ich das Zitierte sehr provokant empfunden habe. Du negierst im ersten Satz deiner Antwort an Therion „müsstest du wirklich Wissenschaftler sein“ mit den Worten

Mindgame schrieb am 21.06.2012:Totaler Quark, ein durchschnittlicher Intellekt ist ausreichend um nahezu alles zu verstehen, selbst komplexeste Physik. Man muss sich nur lange genug damit auseinandersetzen.

Wie soll die sachlich bleiben wenn du die Disziplin von vorne herein trivialisierst und darüber hinaus im betreffenden Bereich selbst nicht gerade eine physikalische Leuchte abgibst? Die müsstest du aber schon sein um beurteilen zu können was nötig ist. Und nein, ein Studium ist nicht die Voraussetzung für die Aufnahme von Wissen. Den Satz mit dem Studium kannst du dir alleine anziehen, das war nur eine Reaktion auf deine Trivialisierung.

Schau dir nur den Satz nochmal an:

Mindgame schrieb:Darüberhinaus habe ich nicht gesagt das die virtuellen Teilchen "aufgeblasen" werden, sondern die Quantenfluktuationen des Vakuums (oder von mir aus auch des Inflaton-Feldes) - um genau zu sein, ich habe virtuelle Teilchen nichtmal erwähnt.

Fällt dir etwas auf?......

Z. schrieb:Wie dem auch sei, da hat sich ein kleiner Denkfehler bei dir eingeschlichen. Mit dem expandierenden Raum dehnt sich alles aus, was in den Raum eingebettet ist, damit natürlich auch deine "gefrorenen" Bereiche.

Ja da hat sich tasächlich ein Denkfehler bei Dir eingeschlichen...hihihi... Denn es gilt, das die von der Gravitation zusammengehaltenen Zonen, wie zB. Galaxien bzw. Atomstrukturen sich nicht mit dem expandierenden Raum ausdehnen, sonst würden wir kaum irgendwelche Strukturen Beobachten können.

Sehr gut erkannt.