Rätsel des Universums

[Exar_Kun]

Schon krass, was für ein Upgrade zu allem anderen das James Webb Teleskop ist. Hier mal ein Vergleich zum Hubble...
James Webb vs Hubble

 

[Keylan]

Naja, 30 Jahre technischer Fortschritt, dazu etwas mehr als die sechsfache Sensorfläche.

Allein was wir in der Zeit gelernt haben aus Bildinformationen aus mehreren Bildern, sowohl räumlich als auch über die Zeit, detaillierte Bilder zu erstellen.

Hubble wurde in den 70ern konzipiert und entwickelt. Der geplante Start war 83, auch wenn's dann erst 1990 wirklich zum Einsatz kam.

Trotzdem schön zu sehen, das die Mission ein Erfolg ist und wir damit wohl sehr viel Neues lernen können.

 

[cbtestarossa]

hinzugefügt

Tolle Serie
Von Aristoteles zur Stringtheorie (Josef Gaßner) des Urknall, Weltall und das Leben Kanals

 

[Erathosti]

Danke für den Tip. Muss ich mal reinschauen.


Zu JWST:
Tolle erste Bilder nach der exorbitanten langen Odysee von Planungsphase bis zur Inbetriebnahme.
Bin so gespannt auf neue Erkenntnisse zur Galaxienentstehung und Exoplaneten.

Zusätzlich hat Gaia noch einen wundervollen Sternenkatalog mit Distanz- u. Helligkeitsberechnungen erstellt. Was einen enormen Fortschritt bedeutet - für die Weltraumforschung generell.

 

[Nightmare85]

Also eine Sache habe ich nie verstanden:
Angenommen man könnte die Zeit ganz einfach zurückspulen (wie bei einer Videokassette):
Wie genau würde der Anfang aussehen?

Ich mein, es heißt immer, mit dem Urknall begann alles.
Quasi eine riesige Kugel, die explodiert und sich dank der Materien alles entwickelt.

Aber diese Kugel muss doch auch erst existieren...

Wird das denn auch in den Videos erklärt?

Grüße

 

[Ranayna]

@Nightmare85: Wenn ich das ganze halbwegs richtig verstanden habe mit der Urknalltheorie, war es mitnichten eine "riesige" Kugel.
Sondern eher ein quasi unendlich kleiner Punkt, mit dem alles angefangen haben soll.

Aber das gehoert definitv in die Kategorie "Raetsel des Universums" Denn da wir es nicht beobachten koennen, werden wir vermutlich nie wirklich wissen was da genau wie und warum passiert ist.
Wir koennen nur anhand dessen was wir beobachten koennen versuchen ein Modell aufzubauen.
Deswegen sind so Sachen wie das JWST ja auch so wichtig: Je mehr wir wissen, desto genauere Modelle koennen erstellt werden.
Und ich gehe davon aus, das so mancher Wissenschaftler hofft, das es Erkenntnisse geben wird, die bestehende Theorien ueber den Haufen werfen.

 

[Keylan]

Sondern eher ein quasi unendlich kleiner Punkt, mit dem alles angefangen haben soll.

Wobei man da schon beachten muss, das man erst mal die Vorstellung vom Raum und Zeit auf den Stand bringen muss, der von der üblichen Intuition deutlich abweicht. Denn die Kugel war nicht vorher da, es ist eine Singularität von Zeit und Raum, sprich Es gab vorher weder Zeit noch Raum. Da war keine Kugel, wir können nur den heute beobachteten Zustand zurückverfolgen zu einem In dem der gesamte Raum und mit ihm alle Materie in ein sehr kleines Gebiet zusammen gestaucht ist.
Es macht mit der üblichen Bedeutung keinen Sinn nach Vorher, oder Außerhalb dieses Gebiets zu fragen. Das Gebiet ist der Gesamte Raum von dem wir wissen das er jemals existiert hätte, und es ist in dem Sinne wie wie Vorher meinen, insbesondere mit unserem Verständnis von Kausalität nicht klar ob es ein Vorher gab.

Ohne das mit den dahinterstehenden mathematischen Gesetzmäßigkeiten mal untermauert zu haben (Raumkrümung und Stauchung, Dimensionen mathematisch Unabhängig betrachten udn Zeit wirklich als normale Dimension des Raum-Zeit Gefüges betrachten) ist das schwierig.

 

[Keylan]

Im Übrigen, war dieses Gebiet kein Kleiner Punkt, wenn ich mich recht erinnere habe ich Beschreibungen von wenigen Metern Durchmesser hin zur Größe eines Basketballs im Kopf. Im Bezug darauf das der gesamte Raum und die Materie des Universums in dieses Gebiet gestaucht wird aber fast irrelevant diese Abweichung.

Auf jeden Fall brechen die mathematischen Modelle bei einer noch relevanten Größe in so fern zusammen, dass einige der Konstanten des Universums wie die Plank Länge (kleinster möglicher Abstand) als auch die Plank Temperatur (maximale Temperatur) hier Grenzen aufwerten bei denen die verwendeten Formeln nicht mehr gültig sind.
Das heißt nicht, das hier eine reale Grenze besteht wie klein das Gebiet war, sondern das wir mit unseren Modellen nur bis zu dieser Größe des Gebiets schließen können das es so klein war.

Aber vielleicht bringt uns JWST ja einige Beobachtungen die unsere Theorie über das Universum und die Grundlagen der Physik verfeinert, so das wir noch etwas mehr über den Urknall lernen können.

 

[Damien White]

Vergleiche mit "So groß wie ein Basketball" oder so sind in dem Fall halt grundsätzlich falsch, da die von uns damit verbundenen Konzepte nichts mit dem Zustand gemeinsam haben. Unser Gehirn hat nicht mal den Hauch einer Idee, wie es sich den Zustand vor dem Urknall oder innerhalb der Planck Zeit vorstellen kann.

Es gab auch keine Materie, die in diesem "Basketball" großen Raum enthalten war, da es ja nicht mal Elementarteilchen gab. Die sind alle erst im Zuge des Urknalls entstanden. Vor deren Entstehung gab es nur ein nicht näher definiertes "Energetisches Potential" (Auch wieder ein eigentlich falscher Begriff, aber wir haben nichts besseres zur Beschreibung), in dem all die für die Entstehung unseres Universums notwendige Energie enthalten war.

Aber halt auch nicht Energie, so wie wir sie uns vorstellen. Wir wissen, wie viel Energie in unserem Universum enthalten ist ... und wir wissen, dass die "Gesamtenergie" mit hoher Wahrscheinlichkeit ... Null ist. Das klingt erstmal Paradox, aber das liegt auch nur daran, dass wir keine Konzepte für die Vorstellung haben, Mathematik ist die einzige hier verständliche Sprache, aber die dabei resultierenden Zahlen sind mit zwei und dreistelligen Zehnerpotenzen auch wieder für uns nicht vorstellbar.

Und selbst die Mathematik kommt an ihre Grenzen und kann uns bestenfalls sagen, was potentielle Teilergebnisse sein könnten.

 

[Erathosti]

Ja, wir wissen noch so wenig. Gibt etliche Theorien und selbst sich den Urknall vorzustellen und was hinter dem bekannten (sichtbaren) Universum steckt, hat Potential einen verrückt zu machen . Sagen ja selbst die Spezialisten aus den jeweiligen Themenbereichen.


Hier noch ein Tip für einen wunderbaren Podcast:
Sternengeschichten von Florian Freistetter mit wöchentlicher neuen Episode zwischen 8-16 Minuten lang.

 

[Keylan]

da es ja nicht mal Elementarteilchen gab.

Das ist Falsch. Es gab keine Atome, oder Protonen und Neutronen, sehr wohl aber Elementarteilchen (6 Quarks, 6 Leptonen, die Eichbosonen (Austauschteilchen) und das Higgs-Boson) nur aus denen Eigenschaften und den Modellen darüber haben wir ja die mathematischen Grundlagen die wir anwenden können um Aussagen über den Urknall zu treffen.

Wir wissen, wie viel Energie in unserem Universum enthalten ist ... und wir wissen, dass die "Gesamtenergie" mit hoher Wahrscheinlichkeit ... Null ist.

Kommt darauf an über welches Universum du sprichtst. Wir haben nur brauchbare Abschätzungen über das sichtbare Universum (alles was seit dem Urknall, genauer dem Zeitpunkt leeren Raumes nach Materienbildung mit Lichtgeschwindigkeit von uns erreichbar ist). Das ist zwar auch alles was für Praktische belange relevant ist, aber wir wissen nicht ob das Universum als solches nicht deutlich größer ist.
Und die Theorie der Gesamtnegierten Energie ist verbreitet, aber sicher nicht unumstritten und für doiese ist es absolut relevant in welcher Bedeutung man den Begriff Universum verwendet, denn da ist nicht nur das Sichtbare gemeint.
Da kommt dann auch schnell dunkle Materie ins Spiel, und auch wenn dies unumstritten eine Phänomen ist sind wir doch recht schlecht dabei dieses konzeptionell zu fassen. Allein der Name ist ein Graus und entspringt genau dem Gedanken, dass der Energie die duch sichtbare Materie manifestiert ist ein Gegenstück bestehen muss. Und dies in Form von "Materie" da wir sonst auch zu wenig Gravitation im Universum hätten im Vergleich zu den Beobachtungen.

 

[Damien White]

Dunkle Energie und Materie sind ebenfalls nur Ergebnisse der Mathematik und die Antwort auf die Frage: "Was fehlt eigentlich, damit unsere Modelle funktionieren?". Das sind dann zwei Überbegriffe hinter denen zig verschiedene Effekte und Vorgänge stehen (könnten), die wir einfach noch nicht kennen, aber zur einfachen Erklärung so verwenden.

Das Gleiche gilt auch für andere "Konzepte" wie "Exotische Materie", welche einfach nur die Lösung der mathematischen Formel ist, wie man schneller als Licht reisen kann.

Was dunkle Materie nicht ist, ist das "Gegenstück" zu Materie, das wäre "Antimaterie". Sie ist etwas uns unbekanntes mit den Eigenschaften unserer normalen Materie.

Das ist Falsch. Es gab keine Atome, oder Protonen und Neutronen, sehr wohl aber Elementarteilchen (6 Quarks, 6 Leptonen, die Eichbosonen (Austauschteilchen) und das Higgs-Boson) nur aus denen Eigenschaften und den Modellen darüber haben wir ja die mathematischen Grundlagen die wir anwenden können um Aussagen über den Urknall zu treffen.

So wie ich das verstanden habe aber erst ab der Planck Zeit nach Beginn des Urknalls.

Kommt darauf an über welches Universum du sprichtst.

"Unser" Universum ...

Wir haben nur brauchbare Abschätzungen über das sichtbare Universum (alles was seit dem Urknall, genauer dem Zeitpunkt leeren Raumes nach Materienbildung mit Lichtgeschwindigkeit von uns erreichbar ist). Das ist zwar auch alles was für Praktische belange relevant ist, aber wir wissen nicht ob das Universum als solches nicht deutlich größer ist.

Doch, eigentlich schon.

Und die Theorie der Gesamtnegierten Energie ist verbreitet, aber sicher nicht unumstritten und für doiese ist es absolut relevant in welcher Bedeutung man den Begriff Universum verwendet, denn da ist nicht nur das Sichtbare gemeint.

"Unumstritten" ist hierbei ein ... mit Verlaub ... lächerlicher Begriff, da es impliziert, dass es in diesem Feld irgendetwas gibt, dass wir mit absoluter Sicherheit wissen. Was einfach so dermaßen grundlegend falsch ist ... Es gibt Hypothesen und Theorien. Diese versuchen so gut wie möglich Vorgänge zu beschreiben, aber es gibt nur eine Hand voll "Gesetze", welche wirklich behaupten etwas korrekt zu beschreiben. Der Energieerhaltungssatz zu Beispiel. Aber 99,999999999% aller wissenschaftlichen Rechnungen sind nur möglichst realitätsnah, aber nicht perfekt.

Ergo ist nahezu alles auch prinzipiell "umstritten" bzw. kann jederzeit durch neue Erkenntnisse widerlegt werden. Die Wahrscheinlichkeit hierfür ändert sich mit fortlaufender Forschung in die eine oder andere Richtung, ist aber nie Null.

 

[cbtestarossa]

Also Gaßner erklärt in der Serie schon einiges und das auch noch meist verständlich.
Hoch komplexe Themen eigentlich und teils natürlich auch nur Erklärversuche und Theorien.
Wir wissen noch lange nicht alles und das neue Teleskop wird wieder neue Erkenntnisse bringen
und uns noch näher an den Urknall ranbringen.

Auch Lesch bei Terra X, Lesch und Co und Alpha Centauri sind eigentlich gute Anlaufstellen.
Youtube hat da ja schon so gut wie alles gehostet.