Expansion des Universums und Energieerhaltungssatz (Mehr Raum = mehr Energie?)

Ich verstehe da etwas nicht:Unzwar, wenn  der Raum zunimmt (expandiert), dann müsste ja auch massenhaft neue Energie hinzukommen, da man mit einem Liter Raum als pure Energie die Erde schon seeehr viele Jahre versorgen könnte. Das ist aber paradox mit dem Energieerhaltungsgesetz. 
Gedehnt wird er ja nicht, denn wenn, dann würde sich auch all die Materie in dem Universum mitdehnen und wir würden die Dehnung anhand der Dichte von unserem Planeten bemerken.
Und noch was: Kann es sein, dass der Raum überall neu hinzukommt? Also als hätte man so Kästchen und der neue Raum kommt wie Keile dazwischen:
[ Stern]
[           ]    

hallo

sehr laienhaft:
es wird nicht mehr raum - der verfügbare raum dehnt sich nur aus.

leider schlechte analogie, ich kenne aber keine bessere: stell dir mehrere schaumgummiwürfel vor, die dicht gepresst aneinander gereiht sind. wenn du nun den gegendruck von aussen wegnimmst, der die würfel komprimiert hält, dehnen sich alle würfel aus. danach sind alle würfel um einiges grösser - es sind aber genau gleich viel würfel da wie vorher.

wie gesagt - schlechte analogie. im „echten“ raum gibt es keinen druck von aussen, der nachgibt. nach aktuellen erkenntnissen gibt es überhaupt kein „aussen“. es gibt spekulationen, nach denen unser universum nur ein teil eines höherdimensionalen universums ist. dafür gibt es aber noch keine beweise.

ohne wirklich ein experte auf dem gebiet zu sein würde ich sagen, dass die energie daher aktuell die selbe ist, wie zum zeitpunkt des urknalls. nur dass die energie nun feiner verteilt ist. und dass zum zeitpunkt des urknalls die energie in „reinform“ da war, später aber in form von materie „ausgeklumpt“ ist (echte experten mögen mir meine sehr laienhafte ausdrucksweise bitte nachsehen bzw. selber was leicht verständliches posten :smile:.

die geschwindigkeit der ausdehnung wird übrigens stark überschätzt. das geht schon eher gemächlich dahin (kosmisch gesehen). bereits in grössenordnungen von galaxien reicht die normale schwerkraft, damit die galaxien trotz ihrer enormen grösse ihre form behalten und durch die ausdehnung des raums nicht auseinander gerissen werden. bei „alltäglichen“ grössenordnungen - also z.b. einem tisch kommt die um einiges stärkere elektromagnetische kraft (also die bindung zwischen den atomen/molekülen) dazu. im atomkern gibt es noch die mit abstand stärkste kraft, die starke wechselwirkung, die diesen zusammenhält. die ausdehnung des raums kann man erst bei wirklich grossen distanzen erkennen - also beim auseinanderdriften von galaxieclustern. und auch nur, wenn diese galaxien recht weit weg sind. die andromedagalaxie z.b. ist 2 mrd lichtjahre entfernt und bewegt sich auf uns zu anstatt von uns weg.

aber es sieht tatsächlich so aus, als ob sich die ausdehnung des raums beschleunigt. wenn es linear so weitergeht kann es zu einer ausdehnungsrate kommen, bei der schwerkraft, elektromagnetische kraft und sogar starke wechselwirkung nicht mehr ausreichen. ich denke aber, das passiert erst zu einem zeitpunkt, wo die meisten sonnen schon längst ausgebrannt sind und das universum eh nur mehr ein relativ kalter, dunkler ort ist. (ohne die genauen details nachgeschlagen zu haben).

ach ja - soweit ich weis, ist noch nicht klar, ob das universum ein abgeschlossenes system ist - und nur für solche systeme gilt der energieerhaltungssatz.

lg
erwin

Und ich denke, dann würde die dunkle Energie in Raum
umgewandelt werden, oder ?

Das ist doch klar, warum fragst du?

OT
Kennst du eigentlich den User Tuvok?

Weil es nirgendswo Informationen dazu gibt - wenn doch, poste mal bitte die Quelle.
Philosophiere halt nur gerne rum und bin kein Profi im Bereich der Physik… Sonst würde ich nicht fragen.

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Danke, dass du dir so viel Mühe gemacht hast, meine Frage - wenn auch laienhaft - zu beantworten.
Dass „Expansion“ = Ausdehnung ist, wusste ich vorher auch schon, doch ich dachte, dass wenn sich der Raum ausdehnt, die Materie sich mitdehnen müsste (wegen der Sache mit dem Gummiband, womit Professoren gerne die Expansion des Alls demonstrieren: Gummiband mit Punkte bemalt, welche für die Galaxien stehen und dann das Gummi dehnen…).

Dass M31 sich zu uns hinbewegt und wir uns zu ihr, also dass die beiden sich aufgrund der Gravitation anziehen, wusste ich schon vorher (hätte ich vllt. erwähnen sollen).

Sven Glückspilz hat ja zugestimmt, dass die Energie des neuen Raumes durch die dunkle Energie gebildet wird. Also würde das Universum nicht einfach nur gedehnt werden.
Es gibt ja auch eine Formel, um E des Raumes ausrechnen zu können (kenne sie nur nicht auswendig). Die Formel würde ja ungültig werden, wenn der Raum sich dehnen würde, da pro Liter Raum immer weniger Energie zur Verfügung stehen müsste.

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hallo

ja das gute alte gummiband. leider sagt keiner dazu, dass dieser vergleich nur für *wirklich* grosse skalen gilt.

selbstverständlich wird die materie auch mit auseinandergedeht - nur ist die kraft, die sie zusammenhält eben viel grösser. die abstände der materieteilchen zueinander bleibt daher gleich.

lg
erwin

Sven Glückspilz hat ja zugestimmt, dass die Energie des neuen
Raumes durch die dunkle Energie gebildet wird. Also würde das
Universum nicht einfach nur gedehnt werden.

Es ist nicht bekannt, was dunkle Energie ist. Wenn überhaupt, müsstest du hier von Vakuumenergie sprechen. Da diese sich aber tatsächlich in Joule pro Volumen ausdrücken lässt, müsste in einem sich ausdehnenden Universum tatsächlich auch die aufsummierte Vakuumenergie wachsen.

Es gibt ja auch eine Formel, um E des Raumes ausrechnen zu
können (kenne sie nur nicht auswendig). Die Formel würde ja
ungültig werden, wenn der Raum sich dehnen würde, da pro Liter
Raum immer weniger Energie zur Verfügung stehen müsste.

Also die Vakuumenergie lässt sich durchaus sehr genau berechnen, sie beträgt irgendwo zwischen 10-9 und 10113 Joule / m³. Noch genauer wäre fast schon nebulös…

Wesentlich interessanter als die insgesamt doch sehr blutleere Vakuumenergie aber sind alle die Formen von Energie oder Materie, die sich irgendwie nutzen lassen, um Arbeit zu verrichten. Und die dünnen tatsächlich, auf hinreichend lange Distanzen hin betrachtet, immer mehr aus. Es steht tatsächlich heute pro Raum nur noch ein winzigst winziger Teil der Energie zur Verfügung, die während des oder kurz nach dem Urknall auf der gleichen Ausdehnung zur Verfügung stand.

Was auch ganz gut so ist, denn sonst müssten wir uns alle auf eine Existenz als sehr flüchtige und sehr heiße Plasmawesen einstellen.

Gruß

Philosophiere halt nur gerne rum und bin kein Profi im Bereich

das merkt man.

„Was Philosophie sei und was sie wert sei, ist umstritten. Man erwartet von ihr außerordentliche Aufschlüsse oder läßt sie als gegenstandsloses Denken gleichgültig beiseite.“
(K. Jaspers, Einführung in die Philosophie, 1950)

Für dein: „Philosophiere halt nur gerne rum …“ empfiehlt sich letzteres.

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