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THEMA: Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"?

Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 28 Jan 2016 23:06 #2336

Hallo an alle Wissenden,

hier taucht ja mehrfach die Aussage auf, dass das Universum die Gesamtenergie Null hätte ............... was genau ist darunter zu verstehen?


Grüße
Udo

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 29 Jan 2016 21:41 #2363

Heut is Rateabend :D
Ich vermute, "Gesamtenergie Null" bedeutet soviel wie "Jede Kraft hat eine Gegenkraft". Anders ausgedrückt, es geht keine Energie verloren und es wird keine gewonnen.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 29 Jan 2016 23:46 #2366

Bedeutet das nicht aber auch, dass die dunkle Energie Teil unseres INTERNEN Energiehaushalts sein muss? Also "Hyperraum hin oder her". Müsste sie nicht das Resultat eines internen Prozesses sein?

Edit: Ich hoffe, die Frage passt so :whistle:
Zur Verdeutlichung: Man könnte ja sagen, "natürlich ist sie Teil unseres internen Energiehaushalts, sie umfasst 70%". Aber sollte man sie nicht als eine Art (negativer) "Gegenkraft" verstehen, denn so eine beschleunigende Expansion "verbraucht" doch eigentlich Energie, sollte man meinen? Ist sie die Kompensation eines Prozesses, der eigentlich "Energie erzeugt"? Ich stelle mir eben den Erhalt einer "Energiedichte" vor.
Ist die "Gesamtenergie" entsprechend einer "Gesamtenergiedichte" zu verstehen?
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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 04 Mär 2016 23:20 #3505

Ich denke, das Universum ist vom Nichts "geborgt" und muss irgendwann zurückgezahlt werden. Wir sind bereits in der Rückzahlphase. Unser Glück ist, dass die Laufzeit des Kredits sehr lang ist ;)

Was wir sehen, ist Materie, also nach E=mc2 riesige lokale Energiepotenziale > 0, die jeden Vorgang im Universum erst möglich machen.
Dabei werden die nutzbaren Energieunterschiede tendenziell abgebaut. Das und die Expansion des Universums führen dazu, dass alles irgendwann eine lauwarme Suppe und später eine kalte Brühe wird.
Bis dahin sollte etwas passiert sein, das den ganzen Aufwand lohnt!

M.E. stehen der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der Zeitpfeil, die Expansion und evtl. die Dunkle Energie in engem Zusammenhang. Aber frag mal Stephen Hawking! Der weiß es auch nicht genau.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Mär 2016 10:36 #3520

ich hab mal von einem ande4en Astrophysiker gehört dass die Hauptsätze der Thermidynamik nicht notwendiger weise auch für das Universum als ganzes gelten müssen. sie könnten auch nur lokal gelten z.b. auf der skala, auf der die expansion eben nicht gilt.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Mär 2016 12:23 #3525

Es ist eher so herum: In einem geschlossenen System (was das Universum ja wahrscheinlich ist) steigt die Entropie. Das heißt, der zweite Hauptsatz gilt gnadenlos. Lokal aber können Inseln der Ordnung entstehen - vorausgesetzt, es gibt einen genügenden Durchfluss an Energie und Materie.
Das Zauberwort heißt Selbstorganisation. Einfaches Beispiel: Wolken. Strukturen entstehen scheinbar aus dem Nichts.
Um so etwas Komplexes wie Leben zu kreieren, braucht es schon in den Ausgangsbedingungen Vielfalt und Komplexität, viel verfügbare Energie und nutzbare Materie, d.h. geringe Entropie schon beim Start.
Vielleicht ist das der Grund, warum wir uns ca. in der Mitte zwischen dem Kleinsten (Elementarteilchen) und dem Größten (Universum) entwickelt haben.
Hier sind die Möglichkeiten für lokale Inseln der Ordnung am größten. Warum muss ich jetzt an meinen Schreibtisch denken? Schlechtes Beispiel ;)

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Mär 2016 13:56 #3527

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Michael Herrmann schrieb: Ich denke, das Universum ist vom Nichts "geborgt" und muss irgendwann zurückgezahlt werden. Wir sind bereits in der Rückzahlphase. Unser Glück ist, dass die Laufzeit des Kredits sehr lang ist .

Im Urknall wurde Energie vom Nichts geborgt, die dann kurzfristig wieder zurückgezahlt wurde. Das funktioniert im Rahmen von Quantenfluktuationen nur in sehr kurzen Zeiträumen. Daher nehme ich an, daß sich im Urknallmodell (so wie ich Prof. Gassner verstanden habe) das Inflatonfeld mit negativem Druck gegen das Higgsfeld in Kombination mit Materie gegeneinander aufrechnen. Daß sich also die Antigravitation/Expansion mit der Gravitation/Materie die Waage hält. Die Gesamtenergie des Universums ist also Null.

Es gibt da nur ein Problem, denn das Inflatonfeld übt mit negativem Druck Kraft auf die Elementarteilchen aus. Die Expansion unseres jetzigen Universums aber wird als Raumdehnung kräftefrei angenommen, weil Materie sonst auf über Lichtgeschwindigkeit beschleunigt würde, was laut Einstein nicht sein darf.
Mich würde interessieren, ob es dazu eine plausible Erklärung gibt.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 00:29 #3533

Hallo Dick,
Auf die Elementarteilchen und somit auf die Materie wird keine Kraft ausgeübt. Der negative Druck sorgt für die Expansion der Raumzeit, nicht für eine Beschleunigung der Materie. Der negative Druck ist also der dunklen Energie gleichzusetzen . Von der wissen wir aber nicht, woraus sie eigentlich besteht, woher sie stammt. Wir brauchen sie aber, um die Bewegungsverhältnisse im expandierenden Universum im Augenblick irgendwie beschreiben zu können. Irgendwann wissen wir vielleicht, was wirklich für diese auseinandertreibende Kraft verantwortlich zeichnet . Gegenwärtig haben wir für diese dunkle Energie noch keine substanziellen Hinweise und es sieht auch nicht gut aus, solche demnächst zu finden.
Grüße
Thomas

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 11:12 #3538

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Thomas schrieb: Auf die Elementarteilchen und somit auf die Materie wird keine Kraft ausgeübt. Der negative Druck sorgt für die Expansion der Raumzeit, nicht für eine Beschleunigung der Materie.

Hallo Thomas,
Danke für die klare Stellungnahme. Somit haben wir für die Inflationsphase und das Raumzeit-Universum gleiche Verhältnisse. Denn bisher bin ich davon ausgegangen, daß die Raumzeit erst mit massebehafteter Materie Sinn macht. Raum und Zeit gab es also schon in der Inflationsphase.

Da gibt es dann allerdings ein neues Problem für mich: Druck expandiert die Raumzeit ? Wie soll das funktionieren ? Druck ist Kraft pro Fläche/Volumen. Eine Kraft, die den Raum dehnt ?

Ich habe einen anderen Vorschlag. Nein, keine neue Hypothese, nur eine etwas andere Sichtweise auf das Inflatonfeld. Dies ist ein Energiefeld mit hoher Temperatur und hohem Druck, das aufgrund des Drucks sein Volumen ändert. Man könnte doch auch das Inflatonfeld als ein Energiefeld mit hoher Temperatur und hoher Bewegungsenergie ansehen, das aufgrund der Geschwindigkeiten einen hohen Druck aufbaut. Diese Bewegungsenergie oder energetische Bewegung würde sich durchgängig von der Inflationsphase zum Raumzeit-Universum kraftfrei durchziehen. Damit könnte man sich auch die Annahme einer dunklen Energie sparen. Oder ?
Grüße
Dick

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 15:11 #3555

Hallo Dick,
Noch ein kleiner Hinweis: Druck ist Kraft pro Fläche, also N/m2. Wenn du jetzt oben und unten mit Meter multiplizierst, erhälts du Nm / m3, naja das ist Energie pro Volumen. Deshalb findet man im Sprachgebrauch der Kosmologen beide Begriffe, versehen mit einem Minus, weil sie der immer positiv wirkenden Schwerkraft entgegenwirkt. Die Schwerkraft steht als Synonym für die im Universum vorhandenen , uns vertrauten Materie- und Energieformen.
Die Expansion (Inflatonfeld) wird also nicht von der uns bekannten Energie angetrieben, sondern von seinem negativen Gegenspieler.
Grüße
Thomas

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 18:57 #3565

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Thomas schrieb: Die Expansion (Inflatonfeld) wird also nicht von der uns bekannten Energie angetrieben, sondern von seinem negativen Gegenspieler.

Hallo Thomas,
dimensionsmäßig mag das ja passen, aber wie soll man sich diese negative Energie vorstellen ?
Energie kann verschiedene Formen annehmen: Temperatur, Druck, Strahlung, Bewegungsenergie oder potentielle Energie in einem Kraftfeld. Auch dunkle oder negative Energie muß eine dieser Formen annehmen. Im Inflatonfeld ist Energie neben Temperatur wohl Strahlungsdruck. Das führt aber zum Bruch im Verständnis des heutigen Universums, dessen Expansion eben nicht auf Strahlungsdruck zurückgeführt wird.

Es gibt nur zwei Möglichkeiten, das Problem zu umgehen: Entweder man nimmt an, daß die Hintergrundstrahlung das heutige Universum expandieren läßt - diese These läßt sich sicher nicht halten - oder man erklärt die Energie des Inflatonfeldes nicht mit Strahlungsdruck, sondern versteht die Expansion selbst als Energieform.
Einfacher, plausibler und anschaulicher geht es nicht, finde ich. Und es widerspricht weder der Quantenphysik noch der allg. Relativitätstheorie. Oder was spricht dagegen ?
Grüße, Dick

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 22:22 #3575

Der Begriff "Dunkle Energie" ist sehr spekulativ. Um ihn zu umgehen, schlage ich folgende Hypothese vor:
Der Raum ist sehr hart, Milliarden mal härter als Stahl.
Er setzt also jeder Verformung einen starken Widerstand entgegen. In der Nähe großer Massen ist der Raum gekrümmt, aber auf großen Skalen ist er flach. Die kritische Masse, bei der sich diese Flachheit ergibt, ist 6 Protonenmassen pro Kubikmeter. Bei mehr durchschnittlicher Masse auf einen Kubikmeter würde der Raum eine insgesamt geschlossene Krümmung aufweisen. Bei weniger als der kritischen Masse wäre es eine offene Krümmung.
Ich hoffe, dass ich bis hierhin richtig liege. Nun meine Erklärung:
Der Raum "möchte" nicht gekrümmt sein. Er setzt dieser Krümmung einen starken Widerstand bei hoher Elastizität entgegen. Wenn er (auf der größten Skala) mehr Masse als die kritischen 6 Protonenmassen pro m3 enthält, begegnet der Raum dieser Tatsache durch Expansion. So kann die Masse "verdünnt" werden und nähert sich wieder der kritischen Masse, bei der er flach sein kann.
Das Bild dazu: Man gießt einen Eimer Wasser aus. Im Moment des Gießens hat die entstehende Pfütze einen "Berg". Das möchte sie nicht und dehnt sich aus, bis sie flach ist.
Dieses Bild erklärt allerdings nur eine allmählich nachlassende Expansion und nicht die beschleunigte, die beobachtet wird.
Um eine beschleunigte Expansion zu erklären, wäre entweder
1. ein ständiges Entstehen neuer Materie oder
2. die Änderung der Steifheit des Raums nötig.
Nachteile dieser Erklärung:
  • Punkt 1 verletzt einen wichtigen Erhaltungssatz.
  • Punkt 2 bedeutet die allmähliche Änderung einer Naturkonstante.
Vorteile:
  • Wir brauchen keine "Dunkle Energie" mehr und betrachten stattdessen eine inhärente Eigenschaft des Raums.
  • Die Flachheit des Raums erfordert keine extrem unwahrscheinlichen Parameter mehr. Sie wäre vielmehr die zwangsläufige Entwicklung hin zu einem stabilen Zustand niedrigster Energie.
PS: Ich weiß, dass es hier einen Widerspruch gibt: In den letzten Jahrzehnten wurde ein "Zuviel" an Masse zur Erklärung eines kollabierenden Universums herangezogen. Bei mir ist sie die Erklärung für das Gegenteil. Aber wir wissen ja inzwischen, dass es mehr als die Gravitation der sichtbaren Materie geben muss - bzw. wir suchen nach so etwas.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 22:31 #3576

Michael Herrmann schrieb: Der Raum "möchte" nicht gekrümmt sein. Er setzt dieser Krümmung einen starken Widerstand bei hoher Elastizität entgegen. Wenn er (auf der größten Skala) mehr Masse als die kritischen 6 Protonenmassen pro m3 enthält, begegnet der Raum dieser Tatsache durch Expansion. So kann die Masse "verdünnt" werden und nähert sich wieder der kritischen Masse, bei der er flach sein kann.


Der Raum dehnt sich in den Voids aus, in denen kaum Materie vorhanden ist. Innerhalb der Galaxienhaufen merkt man von dieser Ausdehnung (noch) nicht viel.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 22:42 #3577

Der Raum dehnt sich aus. Ich habe noch nichts davon gehört, dass das in bestimmten Regionen stärker bzw. schwächer der Fall ist. Think big! ;)

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 06 Mär 2016 23:36 #3582

Hallo Michael,

"Der Raum ist sehr hart, milliardenmal härter als Stahl und der Raum möchte nicht gekrümmt sein."
Interessante Annahmen. Hinter dieser Vorstellung steckt eine große physikalisch intuitive Vorstellungskraft. Die weiter unten geschlussfolgerten Widersprüche zu Erhaltungssätzen stimmen auch. Deshalb ist diese Hypothese , diese Sichtweise sehr diskutabel aber auch sehr spekulativ
Was mir am meisten Probleme bereitet, ist die Unterstellung an den Raum, dass er flach sein möchte und scheinbar alles dafür tut, damit er das auch sein kann. Wenn man das erklären will , muss man eine Gesetzlichkeit hinter dem Raum annehmen, der den Raum dazu zwingt, flach sein zu müssen. Darauf gibt es keinerlei Hinweise, jedenfalls kenne ich keine. Ich kenne nur das Erstaunen darüber, dass die Raumzeit so flach ist, wie sie es eben ist und für ein dauerhaftes Universum offensichtlich auch sein muss.
Die Dynamik der Expansion wird dagegen als das Wechselspiel zwischen anziehenden Energieformen und die Ausdehnung antreibenden Energieformen gesehen.
Nach den gängigen Vorstellungen ist also die Flachheit ein Ergebnis der Dynamik der Expansion, an der zwei Player teilnehmen: Positive Energie, die immer anziehend wirkt und negative Energie, die für die Ausdehnung der Raumzeit verantwortlich ist.
Wenn man dem Raum also Eigenschaften zuordnen will, dann vielleicht eher den Feldern, die den Raum ausfüllen, also z.B. Dem Higgsfeld, von dem wir ja wissen, dass es tatsächlich existiert. Vielleicht gibt s ja sogar noch weitere skalare Felder, die dem Raum Eigenschaften verleihen, die wir mit dunkler Energie ausfüllen könnten, ohne zu wissen, was das eigentlich ist.
Viele Grüße
Thomas
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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 07 Mär 2016 00:44 #3584

die Unterstellung an den Raum, dass er flach sein möchte und scheinbar alles dafür tut, damit er das auch sein kann

Das ist nur der Versuch, die Überlegungen in ein bestehendes System einzubetten und keine neue Baustelle aufzumachen wie die "Dunkle Energie", die ja ebenfalls durch nichts belegt ist. Unter mehreren möglichen Erklärungen ist die einfachste die beste.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 08 Mär 2016 17:54 #3621

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Thomas schrieb: Die Dynamik der Expansion wird dagegen als das Wechselspiel zwischen anziehenden Energieformen und die Ausdehnung antreibenden Energieformen gesehen.

Ich will nochmal auf dieses Nullsummenspiel zurückkommen. Mit der expandierenden Energieform ist ja die dunkle Energie gemeint, über die wir so wenig wissen. Die Gravitation kennen wir bestens, die Wirkungsweise der Antigravitation überhaupt nicht. In der Inflationsphase des Urknalls ist es genau umgekehrt. Die Antigravitation wirkt über den Strahlungsdruck, die Gravitation ist erst am entstehen. Wenn beide Phasen des Universums derselben Physik folgen, was liegt dann näher, als die dunkle Energie mit dem Inflatonfeld gleichzusetzen ? Geht nicht, weil die Energie des Inflatons Kräfte ausübt, die dunkle Energie aber nicht ? Dann gehen wir noch einen Schritt weiter.

Expansion und Gravitation sind im Prinzip die beiden bestimmenden Faktoren im Universum. Beide bewegen etwas, auch wenn diese Bewegungen spitzfindig, wie ich meine, physikalisch anders interpretiert werden: das eine bewegt den Raum, das andere Massen. Ich finde, der bedeutendere Unterschied liegt in der Größenordnung. Expansion findet in großen Entfernungen statt, Gravitation lokal in der Nähe von Materie. Die Art, Form oder Qualität der Energie ist die gleiche. Ist doch plausibel, oder ?

Warum kompensieren sich Expansion und Gravitation nicht, wenn sie doch von der gleichen Art sind ? Energetisch sind sie doch gleich groß. Eben wegen der unterschiedlichen Größenordnung. Wir kennen das von den Fraktalen. Das gleiche Prinzip wirkt in unterschiedlichen Auflösungen. Und wie kommt es dazu ? Es könnte in Folge des Symmetriebruchs im Urknall ein Effekt des Phasenübergangs gewesen sein. Anfangs waren Expansion und Gravitation als Folge der Quantenfluktuation symmetrisch, dann erfolgte der Symmetriebruch, bei dem es die Gravitation 'zerbröselte' und das Higgsfeld entstand. Die Energien blieben erhalten, aber die gegenseitige Auslöschung war nicht mehr möglich.

Ist mit dieser Interpretation des Urknalls die QT oder die ART irgendwie verletzt ? Ich glaube nicht.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 11 Mär 2016 12:58 #3672

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Ok, das Feedback war jetzt nicht überwältigend. Entweder der Quatsch war so peinlich, daß man besser darüber hinwegsieht, oder es hat keiner verstanden. Egal, ich gebe mir selbst mal eine Antwort.

Also Materie mit Überlichtgeschwindigkeit, wie vorgeschlagen, geht schon mal gar nicht. Wir messen es zwar anhand der Rotverschiebung, aber das Standardmodell sagt: nein.

Aber im Inflaton geht es dann doch ! Ok, da hat die Materie auch keine Masse. Nach dem Phasenübergang dann aber schon, und da haben wir auch Überlichtgeschwindigkeit. Da ist dann eben der expandierende Raum im Standardmodell erst entstanden. Der Raum entsteht also zusammen mit der Masse. Das kann man so sehen, aber ich würde es anders formulieren: Die ART beschreibt den Raum da, wo es Masse gibt. Da, wo keine Materie mehr ist, ist immer noch Raum, aber keine ART. Diese Aussage ist für mich immer noch plausibler als die Raumentstehung nach einem Phasenübergang, denn Raum entsteht durch Expansion. Expansion ist Raumentstehung.

Es gibt auch noch eine zweite Erklärung. Die Überlichtgeschwindigkeit im heutigen Universum ist wie im Standardmodell eine Raumdehnung. Diese existiert dann aber auch im Inflaton. Da ist Expansion dann eben kein Strahlungsdruck, sondern auch Raumdehnung. Der hohe Druck ist erst die Folge der hohen Expansionsgeschwindigkeit.

Die Begründung für 'Inflatonfeld gleich dunkle Energie' funktioniert doch. Oder was spricht dagegen ?

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 13 Mär 2016 14:32 #3742

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Wieder gab es keine Reaktion auf die Frage, ob Inflatonfeld und dunkle Energie nicht gleichzusetzen sind. Ein kurzes Feedback, ob ich mich hier total verrenne, wäre nicht schlecht.

Also treibe ich die Falsifikation dieser These noch einen Schritt weiter. Aus Sicht des Standardmodells sind beide Energien überhaupt nicht vergleichbar. Die Energie des Inflaton ist aus dem Dampfkochpott mit Temperatur und Druck abgeleitet, von der dunklen Energie weiß man nur, daß sie den Raum dehnt. An dieser Stelle wäre es hilfreich, wenn man überhaupt wüßte, was Energie ist. Dafür, daß Energie das erste ist, was noch vor Raum und Zeit existiert, und daß die Energieerhaltung das Naturgesetz Nummer eins ist, eiert man im Standardmodell mit der Definition von Energie ganz schön herum. Die Quantenphysik macht es sich einfach mit der Behauptung, daß Physik in diesem Bereich nicht anschaulich ist. Davon halte ich gar nichts, denn wenn es so wäre, hätte uns die weitere Entwicklung des Universums völlig entgleiten müssen. Ich meine, wir stolpern hier über unsere eigenen Definitionen. Es fehlt ein Energiebegriff, der sowohl auf das Inflaton als auch auf die Expansion des Raum-Zeit-Universums anwendbar ist.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 13 Mär 2016 17:46 #3744

Dick schrieb: Ich will nochmal auf dieses Nullsummenspiel zurückkommen. Mit der expandierenden Energieform ist ja die dunkle Energie gemeint, über die wir so wenig wissen. Die Gravitation kennen wir bestens, die Wirkungsweise der Antigravitation überhaupt nicht.


Der Begriff "Dunkle Energie" ist nur ein Ersatzbegriff für etwas, das wir noch gar nicht kennen, niemand hat überhaupt Beweise, dass es sich um "Energie" handelt, wir wissen darüber einfach gar nichts, es wird nur aus den Beobachtungen der sich beschleunigenden Ausdehnung des Weltalls darauf geschlossen, dass "da was sein muss, das diese Ausdehnung verursacht".

Die Gravitation kennen wir überhaupt nicht, wir kennen nur die Auswirkungen dieser Kraft, sonst wissen wir darüber rein gar nichts, wir wissen nicht, was genau sie verursacht außer dass "Massen" dafür verantwortlich sind, wir wissen jedoch nicht, wie die Massen diese Kraft produzieren, ob es eventuell schwerkraftübertragende Teilchen gibt ("Gravitonen") oder ob das ein "Feld" ist, wir stehen seit der Messung von Gravitationswellen ja erst ganz am Anfang der Erforschung der Gravitation.

Also ist deine Aussage bezüglich der Gravitation, dass wir sie "bestens kennen würden", unrichtig, das Gegenteil ist der Fall.

Was ist übrigens "Antigravitation"? Ich kenne diesen Begriff nur aus der Science-Fiction-Literatur, wo es Raumschiffe gibt, die über solche hypothetischen Anti-Schwerkraft-Maschinen verfügen.

Da Gravitation von Massen erzeugt (sic!) wird, müsste Antigravitation von "Minus-Massen" hervorgerufen werden?

Grüße
Udo

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 13 Mär 2016 17:53 #3745

Dick schrieb: Also Materie mit Überlichtgeschwindigkeit, wie vorgeschlagen, geht schon mal gar nicht.


Doch, geht. Ohne die Relativitätstheorien zu verletzen, nämlich dann, wenn sich der Raum selber mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt. Der Raum entsteht dann ja erst, vorher war da nichts, gar nichts, nicht mal ein Nichts. Schwer zu verstehen, gebe ich zu, dennoch ist es so.

Grüße
Udo

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 14 Mär 2016 12:29 #3769

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udogigahertz schrieb: Was ist übrigens "Antigravitation"? Ich kenne diesen Begriff nur aus der Science-Fiction-Literatur, wo es Raumschiffe gibt, die über solche hypothetischen Anti-Schwerkraft-Maschinen verfügen.
Da Gravitation von Massen erzeugt (sic!) wird, müsste Antigravitation von "Minus-Massen" hervorgerufen werden?

Thomas hat das oben ganz gut beschrieben:

Thomas schrieb: Die Schwerkraft steht als Synonym für die im Universum vorhandenen , uns vertrauten Materie- und Energieformen.
Die Expansion (Inflatonfeld) wird also nicht von der uns bekannten Energie angetrieben, sondern von seinem negativen Gegenspieler.

Dieser negative Gegenspieler zur anziehenden Gravitation wird auch Antigravitation genannt, weil er eben expandiert. Nicht die Masse ist negativ, sondern die Energie wird einfach mit einem negativen Vorzeichen versehen.

udogigahertz schrieb:

Dick schrieb: Also Materie mit Überlichtgeschwindigkeit, wie vorgeschlagen, geht schon mal gar nicht.

Doch, geht. Ohne die Relativitätstheorien zu verletzen, nämlich dann, wenn sich der Raum selber mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt.

Die Meinung hatte ich auch mal. Dann wurde ich mehrfach darüber belehrt, daß man zwischen Raumexpansion und Geschwindigkeit einer Galaxie unterscheiden muß. Die Geschwindigkeit ergibt sich aus gravitativen Kräften, die Raumexpansion ist kräftefrei.
Die Verwirrung ist m.E. die Folge eines unklaren Energiebegriffs. E=m*c^2 suggeriert eine Präzision, die gar nicht vorhanden ist. Mit dieser Formel ist nichts über die Beschaffenheit der Energie ausgesagt. Das ist jedoch notwendig, wenn man die Expansion in der Inflationsphase des Urknalls und die Expansion des heutigen Raum-Zeit-Universums in gleicher Weise beschreiben will.

Ich will mich bei der Energie-Frage mit einer eigenen Definition mal weit aus dem Fenster lehnen. Egal wie sich Energie bemerkbar macht, ob als Temperatur, Druck, Strahlung, Arbeit usw. , sie läßt sich immer irgendwie auf Bewegung zurückführen. Deshalb definiere ich: Energie ist Bewegung.

Was heißt das in Bezug auf das Inflatonfeld ? Das Inflaton ist ein Bewegungsfeld, ein Geschwindigkeitsfeld. Die Quantenfluktuation erzeugt demnach weder Antigravitation noch Druck, sondern Geschwindigkeit. Die Quantentheorie ist nicht verletzt, denn sie sagt nur etwas über die Quantität der Energie, nichts über die Qualität aus. Alles weitere bleibt wie gehabt. Die Expansion des Raum-Zeit-Universums wird jetzt nicht mehr über dunkle Energie vermittelt, sondern ist selbst unmittelbar Energiefeld.

Das Inflatonfeld geht demnach nahtlos in die Expansion des Raum-Zeit-Universums über. Bleibt nur die Frage, wie man sich den Phasenübergang in einem Geschwindigkeitsfeld vorstellen muß.

Als aufschlussreiches Experiment dazu könnte ich mir vorstellen, daß man ein energiereiches, elektromagnetisches Feld abbremst und auf Entstehung von Materie überprüft. Hat es in dieser Richtung schon Versuche gegeben ?

Grüße
Dick

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 14 Mär 2016 14:07 #3783

Dick schrieb:

Deshalb definiere ich: Energie ist Bewegung.

Diese Definition stimmt nicht.
Sieh mal nach unter:
Wikipedia > Ruheenergie

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 14 Mär 2016 18:00 #3801

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Michael Herrmann schrieb: Diese Definition stimmt nicht.

Langsam: Masse ist nicht Energie. Energie kann sich überlagern, Masse nicht. Die Ruheenergie ist die Energie, die man aus Masse potentiell gewinnen kann, wenn man Masse in Bewegung/Energie umwandelt. Energie (nicht potentielle Energie) kann also pure Bewegung sein.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 16 Mär 2016 18:50 #3901

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Dick schrieb: Als aufschlussreiches Experiment dazu könnte ich mir vorstellen, daß man ein energiereiches, elektromagnetisches Feld abbremst und auf Entstehung von Materie überprüft. Hat es in dieser Richtung schon Versuche gegeben ?

Ich will meine offene Frage präzisieren. Hat man am LHC schon einmal den Versuch unternommen, in einem abgebremsten elektromagnetischen Feld die Entstehung von Materie nachzuweisen ? Die Leistung des LHC mit 7 TeV dürfte locker dazu ausreichen, zumindest Elementarteilchen entstehen zu lassen.

Der Hintergrund zur Frage ist die Überlegung, daß das Abbremsen eines elektromagnetischen Feldes einen ähnlichen Effekt verursacht wie eine Wirbelschleppe in der Strömungsmechanik. Der Vorgang ist vergleichbar mit einem Phasenübergang. Da der Phasenübergang im Urknall Materie erzeugt hat, steht zu vermuten, daß das bei einem energiereichen elektromagnetischen Feld ebenso sein könnte. Mit energiereich muß ja nicht unbedingt eine hohe Temperatur gemeint sein. Die hohe Temperatur kann ja auch erst mit Bildung von Materie entstehen. Es hilft der Erkenntnis doch ungemein weiter , wenn man im LHC Teilchen nicht nur zerlegen, sondern auch zusammensetzen könnte.

Der Versuch ist m.E. gar nicht aufwendig. Eine Verzögerung des elektromagnetischen Feldes ist bei jedem Abschaltvorgang gegeben, und die 'Kondensation von Materie' müßte sich im Verlauf des Feldzusammenbruchs widerspiegeln.

Ich weiß, daß meine Überlegung im Widerspruch zum Standardmodell steht, nach dem Elementarteilchen nur mit hohem Druck und hoher Temperatur und nur in Verbindung mit Antiteilchen entstehen können. Dafür gibt es allerdings keine experimentelle Bestätigung. Für meine Überlegung schon.

Was haltet ihr davon ?

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 18 Mär 2016 18:43 #3957

Was genau ist ein abgebremstes elektromagnetisches Feld?

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 19 Mär 2016 13:11 #3995

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ClausS schrieb: Was genau ist ein abgebremstes elektromagnetisches Feld?

Im LHC werden Protonen auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Wenn man sie beschleunigen kann, kann man sie auch abbremsen und diesen Vorgang ohne Protonen durchführen. Wie das genau geschehen soll, ist eine berechtigte Frage. Ich will nicht so tun, als ob ich das wußte, aber ich denke, daß es möglich sein sollte.

Zur Beschleunigung der Protonen wird im LHC eine magnetische Flußdichte von 8,33 Tesla erzeugt. Diese Flußdichte hält die Protonen auch auf ihrer Kreisbahn. Daher kann man die Flußdichte nicht einfach herunterfahren. Mir ist nicht klar, wie die Protonen genau auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, aber auf die gleiche Art müßte eine Verzögerung erfolgen. Das habe ich mit 'abgebremstem elektromagnetischem Feld' gemeint.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Apr 2016 00:32 #4965

Zum Ursprungsthema "Gesamtenergie Null" bin ich über eine interessante Hypothese gestolpert die in etwa besagt:

Die Energie im Universum tritt in zwei Formen auf: zum einen gebunden an die Gravitation (die eine Anziehungskraft ist), zum anderen gebunden an die Masse durch die berühmte Formel Einsteins E = m · c2. Die mit der Anziehung verbundene Energie hat einen negatives Vorzeichen (um einen Körper aus dem Gravitationsfeld eines anderen herauszubringen, muß Energie aufgewandt werden), während die an die Masse gebundene Energie ein positives Vorzeichen hat.

Das stammt aus einem Buch von Ilya Prigogine und Isabelle Stengers und geht auf eine Idee von Edward Tryon zurück.

Ich weis noch nicht genau was ich davon halten soll, immerhin scheint das ja Einsteins Vorstellung zu widersprechen wonach die Gravitationskraft nur eine Scheinkraft sei. Andererseits wäre damit das "Gratisessen" Urknall schon bezahlt. Es scheint mir aber erstmal ein interessanter Ansatz zu sein...

Was haltet ihr davon?

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Apr 2016 19:06 #5022

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Merilix schrieb: …immerhin scheint das ja Einsteins Vorstellung zu widersprechen wonach die Gravitationskraft nur eine Scheinkraft sei.

Bevor ich sagen kann, was ich davon halte: Wie ist die "Scheinkraft" gemeint?
Über Gravitation ist Energie in Form von potenzieller Energie (Lageenergie) gespeichert. Ich sehe erstmal noch keinen Widerspruch.

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Was heißt "Universum hat Gesamtenergie Null"? 05 Apr 2016 19:16 #5023

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Torsten C schrieb: Wie ist die "Scheinkraft" gemeint?

Gravitation ist bei Einstein keine Kraft im eigentlichen Sinne. Sie ist das Resultat der trichterförmigen Raumzeitkrümmung - dadurch werden Objekte nicht direkt vom Zentralobjekt angezogen, sondern mehr durch die Trichterwände zu diesem hingedrückt.

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