Jenseits von Anfang und Ewigkeit

Forum für naturwissenschaftliche Themen, wie Physik, Astronomie, Technologie etc...

Moderator: Moderatoren

Antworten
Benutzeravatar
tRife
Administrator
Administrator
Beiträge: 873
Registriert: Di 5. Sep 2006, 12:21
17
Wohnort: Wien
Kontaktdaten:

Jenseits von Anfang und Ewigkeit

Beitrag von tRife »

Habe vor kurzem für meine Freundin einen Arktikel zusammengefasst, welchen ich echt interessant fand. (damit sie in physik nicht durchfliegt^^) Aber urteilt selbst:

Jenseits von Anfang und Ewigkeit


Vor 13,7 Milliarden Jahren ist unser Universum mit dem Urknall entstanden. Wobei Kosmologen die Ereignisse nach dem Urknall sehr gut verstehen, bleibt der Urknall selbst ein Rätsel.

War im Anfang die Ewigkeit, oder war im Anfang die Zeit? Hat er Kosmos einen Anfang, oder existiert er schon ewig? Denn nur die allerersten Momente sind noch rätselhaft. Es stellt sich die Frage: .Anfang oder Ewigkeit der Welt?.

Der Raum war nach dem BigBang zunächst fast gleichförmig mit heißem Plasma gefüllt, das sich allmählich abkühlte. Als die Temperatur unter ca. 3500 Grad Celsius fiel, konnten die Atomkerne die freien Elektronen einfangen, und die Atome entstanden. Nach ca. 380.000 Jahren nach dem Urknall, entstand die Kosmische Hintergrundstrahlung, die immer noch mit über 400 Photonen pro Kubikzentimeter das All flutet. Über Jahrmillionen entstand so aus dem Urgas Sterne, Sternhaufen, Galaxien, Galaxienhaufen und Galaxiensuperhaufen. Das Muster der Hintergrundstrahlung bringt Informationen über das Urgas.

Extrapoliert man die Expansion im Universum (lässt den kosmischen Film also Rückwärts spielen), so gelangt man an einen unerfreulichen Punkt. Die Singularität. Hier bricht die uns bekannte Physik zusammen, weil Temperatur und Dichte unendlich, Raum und Zeit hingegen aber Null waren. Lange wollten Kosmologen nicht an diesen seltsamen Zustand glauben.
Der Mathematiker Roger Penrose und der Physiker Stephen Hawking belegten, dass die Urknall-Singularität im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht nur real warnen, sondern auch unvermeidlich. Begann somit das Universum mit einer Singularität, erübrigt sich die Suche nach dem Davor. Eines wird dadurch jedoch nicht beantwortet. Gott kommt zwar in den modernen Lehrbüchern der Kosmologie nicht vor, aber wieso gab es den Urknall? Denn aus nichts kommt nichts. Denn selbst die Schöpfung aus dem nichts, ist streng genommen keine, sondern setzt einen Schöpfer voraus, welcher die Welt in sich trägt, oder aus sich selbst heraus schafft.

Die Urknall-Singularität erklärt nichts, sondern bedeutet das Ende aller Erklärungen. Verständlich macht es folgende Analogie. Trifft Sonnenlicht auf eine Glaslinse, werden die parallel einfallenden Strahlen darin gebündelt und im Brennpunkt hinter ihr fokussiert. Das lässt sich mithilfe der Gesetze der Strahlenoptik beschreiben. Dabei müsste die Energiedichte im Brennpunkt unendlich groß sein, welcher in der Strahlenoptik eine Singularität ist. Dabei kann es so heiß werden, dass sich damit ein Feuer entfacht. Zu einem unendlichen Temperaturanstieg kommt es aber nicht. Damit verliert hier dir Strahlenoptik ihre Gültigkeit. Betrachtet man Licht als ein Wellenphänomen, so kann man die Vorgänge mit der Wellenoptik beschreiben. So kann berechnet werden, was mit dem Licht jenseits des Brennpunktes passiert . wie es auseinander läuft, und viell. auf eine neue Linse trifft.
Die Beziehung zwischen Strahlenoptik und Wellenoptik ist nämlich durchaus vergleichbar mit der Beziehung zwischen klassischer Physik, und der Quantenphysik. Mit der Stringtheorie und der Quantengeometrie gibt es zwar zwei ausgearbeitete Ansätze, doch ihre Anwendung haben die Kontroverse zwischen Anfang und Ewigkeit nicht gelöst. Ob es ein erstes Ereignis gegeben hat, ist umstritten. Das sei so, als wenn fragte, welche die erste auf null folgende Zahl sei. Nicht 1, nicht 0,1 oder 0,01, denn jede Zeitpanne lässt sich durch sich selbst halbieren. Ist andererseits die Zeit wie Materie gequantelt, gibt es kleinste Zeiteinheiten. Man spricht von der Planck-Zeit (10-43 Sekunden).

Andere Szenarien gehen von einem ewigen Kosmos aus. Es gibt zyklische Modelle, in denen Die Raum-Zeit ständig zwischen Ur- und Endknall oszilliert. Noch radikalere Modelle beschreiben ein Multiversum aus unzähligen Universen, welche mit allen möglichen Eigenschaften bestehen, welche sich gleichsam voneinander trennen. In diesem Modell wäre unser Universum somit nur ein lokales Ereignis, und eines unter vielen.
Anfangs- und Ewigkeitskosmologien scheinen sich also unversöhnlich gegenüberzustehen. Vielleicht macht die Antinomie den Fehler des ausgeschlossenen Dritten. Denn die Zeit könnte ewig sein, aber auch einen Anfang haben. Somit müssen sich beide Modelle nicht unbedingt gegenseitig ausschließen.

Zeit ist so gesehen relativ, was soviel bedeutet, dass Zeit abhängig ist von Bezugssystemen. Uhren mit hoher Geschw. gehen langsamer, und eine Uhr am Rand eines Schwarzen Loches würde die Zeit stehen bleiben. In der Quantengravitation wurde die Kontinuität des Zeitablaufes in Frage gestellt, und durch die Vorstellung einer diskreten Zeit ersetzt. Somit gibt es keine kleineren Zeitspannen als die Planck-Zeit.
Wenn man Zeit nicht absolut, sondern relational versteht, lässt sich eine makroskopische und eine mikroskopische Skala unterscheiden. Erstes bedeutet, dass das System sich entwickelt, und einen Zeitpfeil besitzt, welcher nicht Rückwärts laufen kann. Auf der mikroskopischen Skala hingegen, können nur lokale, statistisch verteilte Ereignisse ohne Zeitpfeil existieren.

Der beobachtete Weltraum ist nicht ewig und statisch, sondern war einst winzig klein und expandiert seit ca. 13,7 Milliarden Jahren. Diese Ausdehnung ließ die Materie nie zur Ruhe kommen, und schafft so ständig neuen Platz für ein Entropie-Gefälle, und sorgt dafür, dass im ganzen Universum die Zeit in eine Richtung läuft. Dabei bleibt aber die Frage nach dem Ursprung des Zeitpfeils. Hier kommt wieder die Quantengravitation ins Spiel. Sie erlaubt die Annahme eines globalen makroskopisch zeitlosen Grundzustands. In allem ist der Urknall der Beginn unseres Universums mit seinem Zeitpfeil, aber kein absoluter Anfang aus nichts.

All diese Modelle sind spekulativ, wenngleich sie nicht der Phantasie entspringen. Auch diese Modelle werden sich testen lassen, etwa durch die Messung der Kosmischen Hintergrundstrahlung, oder der nicht nachgewiesenen Gravitationswellen des Urknalls. Eines scheint jedoch schon klar zu sein: Kaum ein Wissenschaftler glaubt noch, dass es wirklich eine Singularität am Anfang gab. Die Natur hat den Urknall auf eine natürliche Weise hervorgebracht, aber trotz aller Erkenntnisfortschritte: Der Kosmos bleibt zufällig und rätselhaft.
Antworten