Räumliche Beschaffenheit des Universums

[smalonius]

…nur eben von der Kreisaussenseite her und dauert es unendlich lange, bis ein Objekt den Ereignishorizont erreicht,…

Was Du nicht sagst. Oder verhält sich die Zeit auf einem schwarzen Loch wegen hoher Materiedichte doch vielleicht nur extrem verzögert in Relation zur Zeit in Bereichen unserer Materiedichte?

Nein, denn dann könnte Licht aus einem Schwarzen Loch zu uns gelangen. Ein SL hat sich von unserer Raumzeit "abgenabelt". Was hinter einem Ereignishorizont liegt, ist unserer Beobachtung erstmal entzogen.

Nach Deiner Theorie dürfte etwas auch erst in unendlich langer Zeit wieder herauskommen. Und ich kann Dir sogar genau sagen, wann dieser Zeitpunkt dann sein würde:
Nie.

Schwarze Löcher zerstrahlen mit der Zeit. Das dauert äußerst lange für große Schwarze Löcher. Bei kleinen geht es recht schnell. Ein Schwarzes Loch mit eine Masse von 200 Tonnen würde in einer Sekunde "verglühen".

Ich meine auch, dass die Aussage von Dir ein Verstoß gegen die Relativitätstheorie wäre. Es wäre Deine Sache, als erstes die Relativitätstheorie diesbezüglich zu widerlegen.

Solche Ambitionen hege ich nicht.

[Mark]

Teilt denn eigentlich hier keiner Homer Simpsons Meinung , daß das Universum die Form eines Donuts hat, der sich von einem Punkt aus ausdehnt und in seiner Mitte kein Loch sondern nur eben genau jenen Ursprungspunkt besitzt (Wenn man es auf die von uns wahrnehmbaren Dimensionen abbilden würde, natürlich.. aber das hat Homer sicher impliziert) ?

[HF*******]

@Smalonius: Wie willst Du feststellen, ob Licht aus einem Bereich, der sich in Relation zu unserer Zeit gewaltig verzögert verhält? Mit dem Auge mit Sicherheit nicht… Also nehmen wir beispielsweise einen Bereich, in dem die Zeit in Relation zur Zeit auf der Erde so abläuft, dass eine Sekunde bei uns dort 1.000 Jahren entspräche. Angenommen, das schwarze Loch wäre eigentlich hell wie die Sonne. Wie lange würde man wohl brauchen, um einen Sonnenbrand zu bekommen in Entfernung Erde-Sonne?

Zu meinen Ausführungen muss ich mich etwas korrigieren: Unendlich ist auch keine Variable. Weder eine Zahl, noch eine Variable.

Wenn es unendlich lange dauern würde, bis ein Objekt den „Ereignishorizont“ überschreitet (der Begriff ist mehr als irreführend, gemeint ist unser Erkenntnishorizont…), dann würde der tatsächliche Eintritt des Ereignisses irgendwann (in unendlicher Zeit) widerlegen, dass es unendlich war, denn wenn es passiert wäre, wäre die Zeitspanne endlich. Wenn es aber doch nie passiert, würde nicht ausgesagt werden, was eigentlich ausgesagt werden sollte: Es sollte ja nicht gesagt werden, dass es nicht eintritt, sondern dass es irgendwann (in unendlicher Zeit) doch eintritt.

Allein schon diese Überlegung müsste bei Dir alle Warnlampen angehen lassen, dass „unendlich verzögert“ oder „in unendlich langer Zeit“ nicht real möglich ist.

[smalonius]

@Smalonius: Wie willst Du feststellen, ob Licht aus einem Bereich, der sich in Relation zu unserer Zeit gewaltig verzögert verhält? Mit dem Auge mit Sicherheit nicht…

Licht, das im Gravitationsfeld aufsteigt, wird rotverschoben.

Also nehmen wir beispielsweise einen Bereich, in dem die Zeit in Relation zur Zeit auf der Erde so abläuft, dass eine Sekunde bei uns dort 1.000 Jahren entspräche. Angenommen, das schwarze Loch wäre eigentlich hell wie die Sonne. Wie lange würde man wohl brauchen, um einen Sonnenbrand zu bekommen in Entfernung Erde-Sonne?

Tausend Tage statt einen?

Wenn es unendlich lange dauern würde, bis ein Objekt den „Ereignishorizont“ überschreitet (der Begriff ist mehr als irreführend, gemeint ist unser Erkenntnishorizont…), dann würde der tatsächliche Eintritt des Ereignisses irgendwann (in unendlicher Zeit) widerlegen, dass es unendlich war, denn wenn es passiert wäre, wäre die Zeitspanne endlich. Wenn es aber doch nie passiert, würde nicht ausgesagt werden, was eigentlich ausgesagt werden sollte: Es sollte ja nicht gesagt werden, dass es nicht eintritt, sondern dass es irgendwann (in unendlicher Zeit) doch eintritt.

So 'rum gesagt, gebe ich dir recht. Daß es unendlich dauert, bis etwas ins Schwarze Loch fällt, heißt auf deutsch, es fällt nie etwas hinein. Deshalb nennt man SLs gelegentlich auch Gefrorene Sterne.

PS: das gilt aber nur für den aussenstehenden Betrachter. Für jemanden, der selbst hineinfällt, wäre die Reisezeit nur endlich.

Allein schon diese Überlegung müsste bei Dir alle Warnlampen angehen lassen, dass „unendlich verzögert“ oder „in unendlich langer Zeit“ nicht real möglich ist.

Unendlich heißt auch, daß man sich einen Prozess - wie den freien Fall ins SL- auf ewig fortgesetzt denken darf, ohne an eine Grenze zu stoßen.

Eine Masse verursacht eine Raumkrümmung, die man sich wie im folgenden Bild vorstellen kann, wenn man sie um eine Dimension reduziert. Bei einem SL müßte man sich die Wände als am Ende senkrecht nach unten gehend vorstellen.

[smalonius]

RE: Ausgangsfrage

Hab zur Ausgangsfrage, ob unser Raum unendlich ist, noch was gefunden. Es geht um das, was meine allererste Graphik beschreibt, Schwankungen in der Hintergrundstrahlung.

The idea that the universe is finite and relatively small, rather than infinitely large, first became popular in 2003, when cosmologists noticed unexpected patterns in the cosmic microwave background (CMB) – the relic radiation left behind by the Big Bang. ... An infinite Universe should contain waves of all sizes, ...

One explanation for the missing waves was that the universe is finite. “You can think of the Universe as a musical instrument – it cannot sustain vibrations that have a wavelength that is bigger than the length of the instrument itself,” explains Frank Steiner, a physicist at Ulm University in Germany.

http://eneve.wordpress.com/2008/05/27/d ... ites-back/

WMAP found that the pattern fades on the largest scales: there are no clear hot or cold blobs more than about 60 degrees across.

Steiner and his group claim that a finite, horn-shaped Universe fits this observation. It simply does not have room to hold very big blobs.

The present-day volume of their model universe is nearly 10^32 cubic light years.

http://www.newscientist.com/article/dn4 ... verse.html

[HF*******]

…Tausend Tage statt einen? …

Naja, normalerweise reicht wohl eine Stunde und ich bin kross…
Das wären 3.600.000 Jahre. D. h. bei solchen Relationsverhältnissen würde es 3,6 Mio. Jahre Dauern, bis das Licht hier ankommt, dass wir sonst in einer Stunde empfangen würden. Wenn man von der Quantelung des Lichts ausgeht, dann käme jedenfalls so wenig heraus, dass das komplett schwarz erscheinen würde. Reste wären wohl kaum messbar. Jetzt gehst Du aber nicht nur von so winzigen Zahlen wir 3,6 Mio Jahren aus, sondern von unendlich.

Was stellst Du Dir unter „unendlich lange“ vor? Du gibst "Unendlich" als Wert an, als Relationswert zu unserer Zeit? Sicherlich nicht, denn das wäre, wie auf eine Frage, „wie viele Autos“ zu antworten: „grün!“

Meinst Du, dass die Zeit auf einem scharzen Loch total stillsteht oder dass sie doch ein ganz kleines bischen abläuft, etwas salopp gesagt? Wie groß müsste die Masse sein, um eine unendliche Raumzeitkrümmung zu erzeugen?

[smalonius]

…Tausend Tage statt einen? …

Naja, normalerweise reicht wohl eine Stunde und ich bin kross…

Das wären 3.600.000 Jahre. D. h. bei solchen Relationsverhältnissen würde es 3,6 Mio. Jahre Dauern, bis das Licht hier ankommt, dass wir sonst in einer Stunde empfangen würden. Wenn man von der Quantelung des Lichts ausgeht, dann käme jedenfalls so wenig heraus, dass das komplett schwarz erscheinen würde. Reste wären wohl kaum messbar. Jetzt gehst Du aber nicht nur von so winzigen Zahlen wir 3,6 Mio Jahren aus, sondern von unendlich.

Meine Antwort war aus einem ganz anderen Grund falsch.

Wenn Licht rotverschoben wird, dann sinkt seine Frequenz. Aus Ultraviolett wird Infrarot, geht dann Terra-Hertz und darunter. Diese Strahlung geht durch dich eher wirkungslos hindurch.

Dein Grundgedanke ist richtig. Je näher eine Strahlung von einem Punkt am Ereignishorizont ausgeht, desto tiefer ist ihre Frequenz. Man bräuchte unendlich feine Meßgeräte, um diese Strahlung aufzufangen.

Was stellst Du Dir unter „unendlich lange“ vor?

Ich teile deine Bedenken gegen etwas "tatsächlich" Unendliches. Deshalb glaube ich auch nicht, daß im Zentrum eines Schwarzen Loches unendlicher Druck herrscht.

Beim Raum aber kann ich es mir schon "vorstellen", mit Krücken, wie dem Escher-Bild oder dem Graph der gekrümmten Raumzeit.

Noch was zu unendlich lange: ich weiß nicht was aus unserem Kosmos wird, aber das es noch unendlich weitergeht, kann ich mir schon vorstellen. Wenigstens besser, als ein Ende.

Meinst Du, dass die Zeit auf einem scharzen Loch total stillsteht oder dass sie doch ein ganz kleines bischen abläuft, etwas salopp gesagt?

Gute Frage.

"Auf einem Schwarzen Loch" - dieser Ort hat eine unendlich kleine Ausdehnung. (Schon wieder "unendlich". Mist!) Über das was "genau darauf" geschieht, werde ich nichts sagen, das übersteigt meine Vorstellung.

Was ich mich aber sagen traue: Je näher man dem Ereignishorizont kommt, desto weniger Pfade gibt es für ein Photon, um herauszufliegen; falls es doch herausfliegt, ist es immer stärker rotverschoben. Sobald man den Ereignishorizont überschreitet, gibt es keinen Pfad mehr, der aus dem Schwarzen Loch herausführt.

Die Natur dieser Grenze entzieht sich meiner Vorstellung.

Wie groß müsste die Masse sein, um eine unendliche Raumzeitkrümmung zu erzeugen?

Schwarze Löcher entstehen ab 1,4 Sonnenmassen. Das ist gar nicht mal soviel, unsere Sonne ist recht klein.

Ein Stern verbrennt im Laufe seines "Lebens" Wasserstoff zu Helium, irgendwann zu Kohlenstoff und am Ende zu Eisen. Wenn dieser Klumpen an Eisen dann mehr als 1,4 Sonnenmassen hat, stürzt er unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen.

Theoretisch könnte man auch SLs mit kleinerer Masse erzeugen, falls man die nötige Technik dazu hat - zum Beispiel einen genügend großen Beschleuniger - und ebenso einen genügend starken Stromanschluß. Es geht nur darum, genügend Masse in einen Raumbereich zu quetschen, bis dieser, ahhmm, zusammenfällt.

[HF*******]

Wenn Licht rotverschoben wird, dann sinkt seine Frequenz. Aus Ultraviolett wird Infrarot, geht dann Terra-Hertz und darunter. Diese Strahlung geht durch dich eher wirkungslos hindurch.

Ja.

Beim Raum aber kann ich es mir schon "vorstellen", mit Krücken, wie dem Escher-Bild oder dem Graph der gekrümmten Raumzeit.

Das dachte ich auch mal…
Gekrümmten Raum bzw. die Relativität des Raumes dagegen kann man sich vorstellen.

"Auf einem Schwarzen Loch" - dieser Ort hat eine unendlich kleine Ausdehnung.

Hat keine unendlich kleine Ausdehnung. Er hat eine Ausdehnung, also kann sie nicht unendlich klein sein. Unendlich klein ist irreal, weil keine bestimmte Ausdehnung. Wenn es überhaupt eine Ausdehnung hat, muss sie einen Wert aufweisen. Du kannst mir keine unendlich kleine Ausdehnung benennen. „Etwas“ kann nicht gleichzeitig unendlich klein sein und real existieren. Teil es einfach durch zwei, wie groß war es dann vorher? Unendlich ist weder Zahl noch Variable. Unendlich ist nicht bestimmt und auch nicht teilbar oder verrechenbar.

… Sobald man den Ereignishorizont überschreitet, gibt es keinen Pfad mehr, der aus dem Schwarzen Loch herausführt.

Das wäre bei unendlicher Krümmung der Fall - aber bereits weit vorher?

Die Natur dieser Grenze entzieht sich meiner Vorstellung.

Vielleicht liege ich hier falsch, aber ich habe es stets als unseren Erkenntnishorizont verstanden. Die Bezeichnung „Ereignishorizont“ ist irreführend.

Wie groß müsste die Masse sein, um eine unendliche Raumzeitkrümmung zu erzeugen?

Schwarze Löcher entstehen ab 1,4 Sonnenmassen. Das ist gar nicht mal soviel, unsere Sonne ist recht klein.

Sie müsste unendlich sein, um eine unendliche Raumzeitkrümmung zu erzeugen. Kein real existierender Wert also.

Im Cern versucht man, kleine schwarze Löcher zu erzeugen.

[ralfnausk]

Aber warum SIND wir denn eigentlich "nur" 3 dimensional, obwohl wir doch als ganzes in dieser N-dimensionalen Welt leben ? Wodurch wird unsere Vorstellungskraft limitiert ? Die Vorstellung davon was eine Dimension ist... wie kommt die zustande ?

Das dürfte daran liegen, dass es für uns evolutionär betrachtet sinnvoll ist, die Welt dreidimensional zu betrachten. Für das Überleben sind nämlich letztlich diese drei Dimensionen entscheidend (Wo ist das Raubtier, das mich möglicherweise fressen will), während eventuelle weitere Dimensionen nur auf - für den Fortbestand des "egoistischen Gens" irrelevanten - submikroskopischen Ebnen eine Rolle spielen. Unsere Wahrnehmung ist ja auch in anderer Hinsicht sehr eingeschränkt. So können wir mit unsren Augen nur einen verschwindend geringen Bereich der elektromagnetischen Strahlung wahrnehmen. Dies deshalb, weil es den entsprechenden Genen einen Vorsprung gibt. Infrarotsicht aber wohl eben nicht. So dürfte das auch mit unserer Wahrnehmung des räumlichen sein. Wo sollte der evolutionäre Vorteil liegen, einen n-dimensionalen Raum wahrzunehmen?

[Mark]

Aber warum SIND wir denn eigentlich "nur" 3 dimensional, obwohl wir doch als ganzes in dieser N-dimensionalen Welt leben ? Wodurch wird unsere Vorstellungskraft limitiert ? Die Vorstellung davon was eine Dimension ist... wie kommt die zustande ?

Das dürfte daran liegen, dass es für uns evolutionär betrachtet sinnvoll ist, die Welt dreidimensional zu betrachten. Für das Überleben sind nämlich letztlich diese drei Dimensionen entscheidend (Wo ist das Raubtier, das mich möglicherweise fressen will), während eventuelle weitere Dimensionen nur auf - für den Fortbestand des "egoistischen Gens" irrelevanten - submikroskopischen Ebnen eine Rolle spielen. Unsere Wahrnehmung ist ja auch in anderer Hinsicht sehr eingeschränkt. So können wir mit unsren Augen nur einen verschwindend geringen Bereich der elektromagnetischen Strahlung wahrnehmen. Dies deshalb, weil es den entsprechenden Genen einen Vorsprung gibt. Infrarotsicht aber wohl eben nicht. So dürfte das auch mit unserer Wahrnehmung des räumlichen sein. Wo sollte der evolutionäre Vorteil liegen, einen n-dimensionalen Raum wahrzunehmen?

Natürlich wird unsere Vorstellung von "Dimensionen" von unseren erfahrbaren Freiheitsgraden geprägt, was auch erklärt warum manche eine bessere Vorstellung davon haben als andere... Auch Mathematiker erfahren im Endeffekt durch Formularismus die Freiheit bisher unbekannte Dimensionen zu beschreiben und mit ihnen zu rechnen. Ihre Vorstellungskraft kann quasi durch ein beschreibbar machendes Abbildungssystem stets sicher in seine eigene Sprache übersetzen, was von einem n-dimensionalen Theorem auf seine erfahrbare Welt für Auswirkungen zu erwarten sind.
Ist eigentlich Zeit dahingehend wirklich eine Dimension ? Ich glaub nicht..