Könnte flüssiges Wasser 15 Millionen Jahre nach dem Urknall im offenen Weltraum existiert haben?

Rund 15 Millionen Jahre nach dem Urknall war die Umgebungstemperatur etwa 24 ∘ C , was in einem Bereich liegt, in dem Wasser flüssig sein könnte. Könnte es dann flüssige Wasserkleckse geben?

PS: Ich spreche nicht von Wasser auf der Oberfläche irgendeines festen Planeten.

Genügend Sauerstoff zu finden, um Wasser herzustellen, könnte problematisch sein ...
Wahrscheinlich gab es im frühen Universum keinen Sauerstoff, bis sich Sterne bildeten.
Der Wikipedia-BBN-Artikel enthält einen Link zu Standard-Big-Bang-Nukleosynthese und primordialen CNO-Abundanzen nach Planck , der Simulationen verwendet, um ein BBN-CNO/H-Verhältnis (nach Anzahl) von zu berechnen ≈ ( 5 − 30 ) × 10 − 15 , und möglicherweise so hoch wie 10 − 13 . Es gab also (wahrscheinlich) etwas Sauerstoff, bevor Sterne existierten, aber er war sehr dünn über das vorherrschende H & He verteilt.
Aber selbst wenn in dieser Zeit etwas Wasser gebildet wurde, wäre es nicht in flüssiger Form: Flüssigkeiten neigen dazu, bei niedrigem Druck zu verdampfen. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Phase_diagram
Beachten Sie, dass Temperatur in diesem Zusammenhang nicht wirklich dasselbe bedeutet wie die Temperatur, die Sie in Ihrem Ofen oder Garten messen.
Der Druckkrieg weit unterhalb des Tripelpunktes des Wassers, also das sehr wenig vorhandene Wasser, war entweder Dampf oder Eis (zweites ist unwahrscheinlich, weil aufgrund des sehr geringen O2 nicht genug vorhanden war, um Kristalle zu bilden).
Sehr unwahrscheinlich, aber vielleicht möglich, dass einige Taschen mit höherem Druck existiert haben, entweder durch Gravitationsschwankungen oder durch andere, möglicherweise unbekannte Phänomene. Zu viel sicherlich nicht (es ist bekannt, dass das Universum zu dieser Zeit "flach" war). Dort könnte, wenn auch die Temperatur stimmte, vielleicht etwas flüssiges Wasser existiert haben. Aber es gab noch keine Sterne, es wird erwartet, dass das Universum zu dieser Zeit ungefähr den gleichen Druck und die gleiche Temperatur hat, hauptsächlich mit H gefüllt, mit ein wenig He.
Ich habe Ihre Frage so verstanden, wenn ein Wasserfleck im Weltraum existieren würde, wie lange würde er bestehen bleiben? Ich wäre daran interessiert, Meinungen darüber zu hören, wie lange der Kern einer Wasserkugel mit einem Durchmesser von beispielsweise 2 Lichtjahren bewohnbar bleiben würde (für fischige Außerirdische).
@MartinB Wenn ich an die Masse einer 2LY-Wasserkugel denke, vermute ich, dass die Antwort "nicht lange genug ist, damit sie leiden können". Nichts, das schwer ist, bleibt sehr lange bewohnbar oder flüssig oder Wasser.

Antworten (3)

Lassen Sie uns Ihre Frage dahingehend interpretieren, ob die Bedingungen es zulassen würden, dass Wassertropfen flüssig bleiben, ob Wasser bereits existierte oder nicht. Und die Antwort ist nein, weil der Druck damals viel zu niedrig war. Im Grunde war der Weltraum bereits ein Vakuum, nur kein so hartes Vakuum, wie es der intergalaktische Raum heute ist.

Es ist reizvoll, sich eine Ära vorzustellen, in der das Universum gleichzeitig dicht genug und kühl genug war, dass flüssiges Wasser (und damit vielleicht Menschen) existieren konnte. Aber leider ist es nicht so. Zum Zeitpunkt der Entstehung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, etwa 370.000 Jahre nach dem Urknall, lag die Temperatur bei etwa 3.000 K, aber der Druck war da 10 − 17 Atmosphären (siehe Wikipedia-Artikel Chronologie des Universums , und suchen Sie nach "Rekombination").

Dies ist eine nützliche Antwort - bei sehr niedrigen Drücken (unter etwa 0,006 Atmosphären) existieren nur die festen und gasförmigen Phasen von Wasser. So liegt auch in unserem eigenen Sonnensystem, beispielsweise im Raum zwischen Erde und Venus, die Gleichgewichtstemperatur zwischen 0 und 100 C, aber flüssiges Wasser kann dort aufgrund des Unterdrucks nicht existieren.
Okay, also nicht 15 Millionen Jahre nach dem Urknall. Gab es früher einmal eine Kombination aus Druck und Temperatur, um flüssiges Wasser zu ermöglichen? Ich denke, es würde die Antwort viel besser machen, wenn Sie das auch beantworten könnten!
@DanielDarabos Es scheint implizit, dass die Antwort nein lautet ... wenn die Temperatur in 370.000 Jahren bei 10E-17 Atmosphären 3000 K betrug, scheinen sowohl Temperatur als auch Druck nur von diesem Punkt an abfallen zu können, während der Druck bereits zu niedrig ist Die Temperatur ist immer noch viel zu hoch.
Super Erklärung, danke!
Eine etwas wörtliche Interpretation von „The Mists of Time“ hier!
Aber geht diese Antwort nicht davon aus, dass das Universum zu dieser Zeit völlig homogen war? Sollten Gravitationseffekte nicht die Möglichkeit von Taschen mit viel höherer Dichte schaffen?
Taschen, die zu klein sind, um eine signifikante Schwerkraft zu haben, würden sich aufgrund des Innendrucks auflösen, und Taschen mit signifikanter Schwerkraft würden ziemlich schnell zu Sternen kollabieren.
@MarkFoskey - Ich verstehe Ihren letzten Kommentar nicht. Es gab keinen Sauerstoff und es gab ein extremes Maß an Homogenität bei 370.000 Jahren. Aber wir haben diese Hindernisse aus dem Weg geräumt. Warum können wir also nicht warten, bis die Umgebungstemperatur günstig ist, und ein paar Zettatonen flüssiges Wasser (dh eine Masse von der Größe der Erde) nehmen, die meistens auf ein Volumen von der Größe eines Planeten komprimiert sind, umgeben von der unvermeidlichen Wasserdampfatmosphäre, und es hängen lassen Weltraum, bis er gefriert, wenn das Universum abkühlt?
Mein Verständnis der Idee des OP war, dass möglicherweise flüssiges Wasser in kleinen Mengen im Weltraum existiert haben könnte. Es war wirklich eine Frage nach den Temperatur-/Druckeigenschaften des kosmischen Mediums. Absolut, wenn Sie die heutige Erde nehmen und sie mit der Zeit zurück in die 15M-Jahre-Epoche reisen, dann sollte Wasser existieren können. Über die Wärmebilanz könnte man mit einem CMB bei Zimmertemperatur sprechen; nicht sicher, ob es niedriger sein müsste. Aber meine Antwort ist für kleine frei schwebende Wasserkleckse. Vielleicht erkläre ich das.

Wie andere in den Kommentaren erwähnt haben, wäre kein Sauerstoff vorhanden gewesen, um Wasser zu bilden. Kurz nach dem Urknall waren die Protonen heiß oder dicht genug, um zu Helium und etwas Lithium zu verschmelzen, aber nicht schwerer. Schwerere Elemente wurden schließlich in den ersten Sternen verschmolzen und durch ihre Winde teilweise im Weltraum verteilt und als sie als Supernovae explodierten, aber die ersten Sterne bildeten sich wahrscheinlich erst einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.

Weitere Informationen finden Sie in den Wikipedia-Artikeln über die Urknall-Nukleosynthese und die Chronologie des Universums .

Laut diesem Artikel journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.75.087304 ergab die Urknall-Nukleosynthese etwa 1 Sauerstoffkern pro 4 x 10 ^ 19 Protonen.
@DavePhD: Ihr Preprint hat nur < 2.7 × 10 − 20 von 16 O/H (aus Tabelle I). Hat sich ihr Ergebnis um einen Faktor von verschoben? 20 zwischen dem 23. April 2007 (arXiv v2) und dem 23. April 2007 (Phys. Rev. D)?
@ EricTowers nein, 1/(2,7 × 10 ^ (-20)) = ~ 4 x 10 ^ 19 . Ich habe meine Aussage nur als Kehrwert formuliert und auf 1 Stelle gerundet. Das Papier gibt in Tabelle 1 3 Werte (1,8, 2,7 und 2,7 × 10^(-20)) wie der Preprint an.

Der Urknall begann also vor 13,7 Milliarden Jahren, und für die nächsten 380.000 Jahre dehnte sich das Universum aus und kühlte ab, sodass sich später Atome bilden konnten. Vor 13.685.000.000 Jahren war das frühe Universum zu heiß und dicht, als dass sich flüssiges Wasser bilden könnte. Die Antwort ist also NEIN , flüssiges Wasser konnte sich etwa 15 Millionen Jahre nach dem Urknall nicht bilden.

In der Hoffnung, dass dies hilfreich war, möchte ich danach etwas sagen; Willkommen bei Astronomy Stack Exchange, @Cerelic!

Ich habe darauf hingewiesen, dass Sie neu bei Astronomy Stack Exchange sind, aber nicht bei anderen Stack Exchange-Sites. Keine Sorge, das passiert mir ständig! Ich bin neu hier , aber nicht bei Physik, Mathematik oder Academia Stack Exchange.
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