Neues vom Urknall

Der Urknall interessiert und bewegt Fachleute wie Laien. Allein bei google werden fast zwei Millionen Seiten zu diesem Thema angezeigt. Die Meinungen, ob es ihn gab oder nicht, gehen hin und her. Dazu kommen Fragen wie diese: Was war vor dem Urknall? Warum "knallte" es?, wobei dies nicht wörtlich zu nehmen ist, und: Wo fand der Urknall statt?

Wenn es darauf überhaupt Antworten gibt, sind sie meist mathematisch-abstrakt und nur wenigen verständlich.

Natürlich bin ich weit davon entfernt, das über ihn Verkündete für abstract nonsense zu halten, einen Ausdruck in der modernen Mathematik [1], doch las ich kürzlich ein Nonsens-Gedicht über ihn von Chr. Morgenstein, das bei den Anmerkungen wiedergegeben ist.

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Bisweilen wird versucht, den Urknall anschaulich zu beschreiben, so zum Beispiel hier [2]; dabei werden auch bestehende Grenzen aufgezeigt.

Die Idee vom Urknall war eine Folge astronomischer und spektroskopischer Beobachtungen, die darauf hindeuteten, dass sich das Universum ausdehnt. Von heute aus kann man zurückrechnen und findet dabei, dass es vor knapp 14 Milliarden Jahren aus einem punktförmigen Objekt extrem hoher Dichte und Temperatur entstand, das die gesamte Masse und Energie des Universums enthielt.

Dieses Ergebnis wurde unter der einfachsten, wenngleich unbewiesenen Annahme erhalten, dass das Universum sich die ganze Zeit mit konstanter Geschwindigkeit ausdehnte:


Nach neueren Messungen dehnt es sich dagegen beschleunigt aus. [3] Dies deutet die rote Linie an, die, schlecht zu erkennen, bis zur Ordinatenachse geht.

Dass sie links davon auf der Geraden bis zum Stern weiterläuft, ist nicht zu erwarten; andernfalls müsste ihr Krümmungsmaß schlagartig gleich Null werden, wofür es keinen Grund gibt. Daher erscheint es vernünftiger, die rote Linie mit der gekrümmten grünen fortzusetzen:


John Slyboots vom Institute of Alternative Physics, New York, ist der Ansicht, dass beide Kurven zusammen den nach oben verschobenen Graphen einer e-Funktion bilden, ähnlich dem hier gezeichneten. Bei ihm berührt der grüne Teil nirgends die Zeitachse und nähert sich einer Parallelen zu ihr asymptotisch.

Das aber bedeutet: das Universum entstand vor unendlich langer Zeit; zu fragen, was vorher war, ist unnötig. Anfangs hatte es eine endliche Größe, und den Urknall gab es nicht.

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Dass das Universum nicht punktförmig war, scheint man vor rund achtzig Jahren gedacht zu haben, als die Urknalltheorie aufkam. Ihr Begründer [4] nannte es damals "kosmisches Ei". In unserer Zeit ist dazu hier [5],[6] von einer Pampelmuse die Rede.

Selber bevorzuge ich einen Apfel. Er schmeckt einfach besser, und wenn Eva dem Adam einen Apfel gab, hätten wir sogar einen Zusammenhang zwischen dem Urknall und dem Paradies, woran wohl bisher noch niemand dachte.

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Anmerkungen:

'Der Urknall ist nur ein Modell, das heißt ein Abbild[7], nicht reell.'
Und weil man oft so von ihm denkt, war er beleidigt und gekränkt.
Er wollte nicht unendlich klein und nicht konkret datierbar sein.
Drum sagte er: Ich geh' hier weg!, und manche kriegten einen Schreck,
als er sich blitzesschnell entfernte, woraus die Wissenschaft neu lernte:
Wer jetzt noch an ihn glaubt, der irrt sich. Nach zehn hoch minus dreiundvierzig
und ein paar weiteren Sekunden – da war der Urknall ganz verschwunden...

Rund 0,5⋅10-43 s nennt man eine Planck-Zeit. Sie gehört zu den Theorien über die Entwicklung des Universums, hatte aber ursprünglich nichts damit zu tun. [8]

Die e-Funktion spielt bei vielen Vorgängen und Gelegenheiten eine Rolle und ist leicht zu handhaben. Vermutlich wurde sie deshalb von dem oben genannten Urknallforscher gewählt, der auf deutsch Hans Schlauberger heißt.*

Das Wort "punktförmig" wird beim Universum nicht näher erklärt. Was ein Punkt ist – darüber besteht seit der Antike (Euklid) bis in die Moderne keine Einigkeit. Der Mathematiker Perron schrieb in einem seiner Lehrbücher: "Ein Punkt ist genau das, was der intelligente, aber harmlose, unverbildete Leser sich darunter vorstellt."[9]

Hinter der Bemerkung mit dem Paradies steckt mehr als nur Scherz.
Dazu, nicht auf dem "Matheplaneten": Gedanken zum Thema "Das Paradies und der Urknall"

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Abstract_nonsense
[2] Was war vor dem Urknall?, Beitrag No. 3
[3] Nobelpreise: "Das Weltall dehnt sich immer schneller aus"
[4] Georges Lemaître (Wikipedia). Der englische Name für Urknall (Big Bang) stammt von
Fred Hoyle, einem eigenwilligen britischen Mathematiker und Astronomen.
[5] http://www.zeit.de/1999/32/199932.s-kosmologie_.xml/seite-1
[6] http://www.cfa.harvard.edu/seuforum/bb_whatwas.htm
[7] "Ein Modell ist ein Abbild der Wirklichkeit" –  mehrfach im Internet.
[8] http://de.wikipedia.org/wiki/Urknall, Abschnitt "Universalität der Naturgesetze";
Einleitung zu Plancks Originalarbeit über "natürliche" Maßeinheiten (fortsetzbar mit "+1")
[9] Oskar Perron: Nichteuklidische Elementargeometrie der Ebene, Stuttgart 1962

1.4.2012

Hans-Jürgen

Re: Neues vom Urknall
von Martin_Infinite am So. 01. April 2012 00:30:13
Ein ziemlich gutes Buch zum Thema Urknall soll übrigens das von Simon Singh sein; der Titel ist: Big Bang: Der Ursprung des Kosmos und die Erfindung der modernen Naturwissenschaft.

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Re: Neues vom Urknall
von Anonymous am So. 01. April 2012 16:48:27
@Martin: heute schon einen Blick auf den Kalender geworfen?

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Re: Neues vom Urknall
von Ueli am So. 01. April 2012 19:03:16
Der Urknall soll nun ja auch in Urschleich umbenannt werden, da sich er sich aus unendlicher Vergangenheit angeschlichen hat.

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Re: Neues vom Urknall
von Anonymous am Mo. 02. April 2012 05:27:45
Bei "Apfel" muss ich immer an Newton denken.Was hätte er wohl zum Urknall gesagt?

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Re: Neues vom Urknall
von Bernhard am Di. 03. April 2012 19:48:39
Steven Hawking hat die Sache umgedreht:
Er spricht nicht vom Apfel, sondern vom Universum in der "Nußschale".
Außen das Harte, innen das Genießbare.
Man sieht: Der harte Weg bis zur Erkenntnis ist eher größer geworden!!
Bernhard

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Re: Neues vom Urknall
von Anonymous am Fr. 06. April 2012 15:22:33
Wer an den Urknall glaubt ist ein religiöser Träumer. :)
Dass aus nichts irgendetwas entstehen soll ist vollkommen unlogisch.

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Re: Neues vom Urknall
von matroid am Fr. 06. April 2012 21:04:33
BTW: Hier wurde vergessen zu sagen: "April, April".
Gruß
Matroid

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Re: Neues vom Urknall
von Hans-Juergen am So. 08. April 2012 20:48:29
Hi,
hier ein Link zu einem themenbezogenen, ironischen Video mit hübscher, temperamentvoller Gitarrenmusik
Gruß,
Hans-Jürgen

Hinweis: Das Video ist nicht mehr aufrufbar. Die Präsentation "Als der Urknall Mode war" von Klaus Gebler, auf der es beruhte, befindet sich als PDF-Datei weiterhin hier im Internet. Das erwähnte Gitarrenstück Demain je change de vie ist von Löhstana David.

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Nachtrag (nicht auf dem Matheplaneten):

Entsprechend den Arbeiten Lemaîtres und Hubbles am Ende der 20-er Jahre des vorigen Jahrhunderts soll die Ausdehnung des Universums so vor sich gehen, daß die Geschwindigkeit v astronomischer Objekte proportional zu ihrer Entfernung r ist: v = H r . [10] Der genaue Wert von H ist schwierig zu bestimmen; Näherungswerte wurden im Laufe der Jahrzehnte mehrfach korrigiert. Angenommen wird öfter auch, daß H in Wirklichkeit von der Zeit abhängt; dann ist nicht mehr von der Hubble-Konstanten, sondern vom Hubble-Parameter die Rede .

Bleibt man statt dessen weiter dabei, daß H konstant ist, dann ergibt sich sich wegen die Differentialgleichungmit der Lösung r = A eHt. Graphisch dargestellt (mit H>0) sieht sie so aus:

Die Kurve entspricht derjenigen, die ich oben scherzhaft dem fiktiven John Slyboots unterschob; im Unterschied zu ihr geht sie diesmal für t→-∞ asymptotisch gegen Null. Das bedeutet, daß das Universum schon immer bestand und irgendwann kleiner als ein "Ei" oder eine "Pampelmuse" war.
Außerdem erhält man durch Ableiten von r = A eHt nach der Zeit v = H A eHt, so daß für t⇢-∞
v gegen 0 geht, d. h. das Universum dehnte sich vor unendlich langer Zeit auch noch unendlich langsam aus.

[10] http://www.emilangues.education.fr/~ressources-pedagogiques/5-Hubble.pdf

Florian Freistetter referiert hier über das Alter des Universums, es betrage 13,819 Mrd. Jahre. Im Diskussionsteil seines Blog-Artikels schreibt er in Beitrag No. 30 über das, was vor dem Urknall war: "Es gab vorher keinen Raum; das Universum schuf sich seinen eigenen Raum, der erst mit dem Urknall entstand." Eine seltsame Vorstellung.

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