Was ist über den Urknall bewiesen, was nicht?

Ok, das Universum befindet sich also in ständiger Expansion, das ist bewiesen, oder? Und das bedeutet, dass es in der Vergangenheit kleiner war. Aber was ist die kleinste Größe, von der wir sicher sein können, dass das Universum jemals hatte?

Ich will nur wissen, was das älteste ist, dessen wir uns sicher sind.

"Bewährt" ist hier ein gefährliches Wort...

Antworten (3)

Spencers Kommentar ist richtig: Wir „beweisen“ nie etwas in der Wissenschaft. Das mag wie ein kleiner Punkt klingen, aber es lohnt sich, vorsichtig zu sein.

Ich könnte die Frage so umformulieren: Was ist die kleinste Größe des Universums, für die wir wesentliche Beobachtungsbeweise haben, die das Standardbild des Urknalls stützen?

Man kann sich darüber streiten, was einen substanziellen Beweis ausmacht, aber ich nenne die Epoche der Nukleosynthese als Antwort auf diese Frage. Dies ist die Zeit, in der Deuterium-, Helium- und Lithiumkerne durch Fusion im frühen Universum entstanden. Die beobachteten Häufigkeiten dieser Elemente stimmen mit den Vorhersagen der Theorie überein, was ein Beweis dafür ist, dass die Theorie bis zu dieser Zeit funktioniert.

Die Epoche der Nukleosynthese entspricht einer Rotverschiebung von ca z = 10 9 . Die Rotverschiebung (eigentlich 1 + z ) ist nur der Faktor, um den sich das Universum seit der fraglichen Zeit linear ausgedehnt hat, also fand die Nukleosynthese statt, als das Universum etwa eine Milliarde Mal kleiner war als heute. Das Alter des Universums (nach dem Standardmodell) betrug damals etwa eine Minute.

Andere Leute können andere Epochen für den Titel „früheste Epoche, bei der wir uns einigermaßen sicher sind“ nominieren. Selbst ein hartgesottener Skeptiker sollte nicht später als den Zeitpunkt der Bildung des Mikrowellenhintergrunds ( z = 1100 , t = 400 , 000 Jahre). In die andere Richtung sollte selbst der leichtgläubigste Mensch nicht vor dem Zeitpunkt des elektroschwachen Symmetriebruchs gehen ( z = 10 fünfzehn , t = 10 12 s.)

Ich stimme für die Nukleosynthese-Epoche, weil ich denke, dass es die früheste Periode ist, für die wir zuverlässige astrophysikalische Beweise haben.

Die Beweise für die Nukleosynthese waren noch vor etwa 10 oder 15 Jahren umstritten, aber ich glaube nicht, dass sie es heute sind. Man kann sich das so vorstellen, dass die Theorie der Urknall-Nukleosynthese im Wesentlichen von einem Parameter abhängt, nämlich der Baryonendichte. Wenn Sie die Nukleosynthese-Beobachtungen verwenden, um diesen Parameter zu „messen“, erhalten Sie die gleiche Antwort, die durch eine ganze Reihe anderer Techniken erhalten wird.

Das Argument für eine frühere Epoche wie die elektroschwache Symmetriebrechung ist, dass wir glauben, ein gutes Verständnis der grundlegenden physikalischen Gesetze bis zu dieser Energieskala zu haben. Das stimmt, aber wir haben keine direkten Beobachtungstests für die kosmologische Anwendung dieser Gesetze. Ich wäre sehr überrascht, wenn sich unsere Standardtheorie auf diesen Skalen als falsch herausstellen würde, aber wir haben sie bis zu jenen Zeiten nicht so direkt getestet, wie wir die Dinge bis zurück zur Nukleosynthese getestet haben.

Die inflationäre Phase hat Beobachtungsbeweise und liegt vor dem Bruch der elektroschwachen Symmetrie. Ich würde nicht früher gehen, aber in Bezug auf die Energieskalen ist es viel früher, mindestens ungefähr 10 Größenordnungen.
Der Überfluss an Lithium ist immer noch ein Problem; aber ob mit der BBM oder der Sternenphysik ist ungewiss.
Was meinst du hier mit der Größe des Universums ? Es scheint Ansichten zu geben, dass das Universum von Anfang an unendlich war.

Betrachten Sie für eine alternative Antwort das inflationäre Universum. (Schauen Sie Inflation (Kosmolgie) in Wikipedia nach.)
Kosmologen sagen, dass wir substantielle Beweise für Inflation haben. Der Zeitpunkt der Inflation ist etwas ungewiss, aber mit hoher Wahrscheinlichkeit sehr früh, wenn sie überhaupt eingetreten ist. Wikipedia sagt 10^-36 bis 10^-32 Sekunden.

PS Die Größe des Universums, im Gegensatz zum Alter, war viel größer als 10^-36 Lichtsekunden und könnte sogar unendlich gewesen sein.
Daten über die Beweise oder deren Fehlen bei 90 % CL finden Sie unter Large-Angle Anomalies in the CMB von Copi et al (2010/11) „Das auffällige Merkmal der Zweipunkt-Winkelkorrelationsfunktion, wie in Abb nicht, dass es mit CDM nicht übereinstimmt (obwohl es bei > 90% CL der Fall ist), aber dass es bei großen Winkeln fast null ist. Dieses Fehlen von Korrelationen bei großen Winkeln ist in Inflationsmodellen unerwartet.
Hier einige Argumente für und gegen Inflation: physical.princeton.edu/~steinh/0411036.pdf
@JimGraber: Sie sollten die Größe am besten nach Entfernung zum kosmologischen Horizont messen, nicht nach der Größe eines "Jetzt" -Flecks, und dann ist das Universum in der inflationären Ära klein.

BBT ist nicht bewiesen und kann nicht bewiesen werden, und ich weise in dieser Antwort auf ein neues Modell hin, das es niederschlagen wird.
Während ein physikalisches Gesetz nie gebrochen wurde und von ihm erwartet wird, dass es unzerbrechlich ist; eine Theorie kommt und geht im Laufe der Zeit.

Zu Beginn der BBT (Big Bang Theory) wurde erwartet, dass die Schwerkraft das Universum zu gegebener Zeit zum Einsturz bringen wird. Vor einigen Jahren wurde entgegen den Erwartungen eine Beschleunigung der Expansion gemessen.
Da der Materiegehalt des Universums nicht daran arbeitet, die Expansion zu beenden, können wir daraus schließen, dass die Bariogenese kein Argument für BBT sein kann (Materie spielt eine untergeordnete Rolle).

Die kosmologische Konstante und die Dunkle Energie erschienen auf magische Weise, um das Merkmal zu erklären, ohne es zu erklären. Es ist nur ein Parameter, der in die Gleichungen eingefügt wird, und fahren Sie wie gewohnt fort.

Um die beobachtete, dh gemessene, Ausdehnung des Raumes zu erklären, müssen wir uns überlegen, was hinter „Maßnahme“ steht, welche Bezugsgröße wir wählen können usw., und man muss nach mehr als der naiven Erklärung suchen, die Sie kennen von.

Das ΛCDM-Modell (BBT) hat 6 Parameter: H0 , w, ΩΛ , ΩM , ΩR und ΩK

Hier finden Sie eine Tötungstheorie mit nur einem Parameter (H0) ; dieses Dokument datiert vom 1. Juli 2011 und wurde bei PRX eingereicht; Es ist leicht zu lesen und jeder Student kann es verstehen. Ich hoffe, dass die Lehrer folgen werden. Ich bin sehr stolz darauf, meinen Namen in diesem Grundlagenpapier zu sehen, und ich werde mich dafür einsetzen.

Ein selbstähnliches Modell des Universums enthüllt die Natur der dunklen Energie

Die Zusammenfassung

Diese Arbeit stellt eine kritische, aber bisher unbeachtete Eigenschaft der Einheiten einiger Konstanten dar, die in der Lage ist, ein neues, selbstähnliches Modell des Universums zu unterstützen. Dieses Modell zeigt eine Skalenvariation mit Invarianz dimensionsloser Parameter, eine Eigenschaft von selbstähnlichen Phänomenen, die von kosmischen Daten angezeigt werden. Das Modell wird aus zwei Beobachtungsergebnissen (Raumausdehnung und Invarianz von Konstanten) abgeleitet und hat nur einen Parameter, den Hubble-Parameter. Überraschenderweise gelten die klassischen physikalischen Gesetze sowohl in Standard- als auch in sich bewegenden Einheiten, mit Ausnahme eines kleinen neuen Begriffs im Drehimpulsgesetz, der über die derzeitigen Möglichkeiten der direkten Messung hinausgeht. Trotz nur eines Parameters ist das Modell in den klassischen kosmischen Tests genauso erfolgreich wie das ΛCDM-Modell, und ein Wert von H0 = 64 km s−1 Mpc−1 wird aus der Anpassung mit Supernovae Ia-Daten aus der Union-Zusammenstellung erhalten. Es wird gezeigt, dass das Modell in Standardeinheiten den Urknall-Kosmologien entspricht, nämlich dem ΛCDM-Modell, was enthüllt, wofür dunkle Energie steht. Dieses Skalierungs-(Dilatations-)Modell ist ein Ein-Parameter-Modell, das in der Lage zu sein scheint, kosmische Daten anzupassen, das nicht mit grundlegenden physikalischen Gesetzen kollidiert und das nicht von Hypothesen abhängig ist, was direkt aus den beiden oben erwähnten Beobachtungsergebnissen abgeleitet werden kann.

Ich werde versuchen, diese neuartige Theorie in wenigen Worten zu erklären:
Alle Einheitensysteme, die wir verwenden, sind „atomare Einheiten“, weil sie auf den Eigenschaften der uns umgebenden Atome basieren. Und wir wussten nur, wie man die Naturgesetze anwendet, wenn wir diese Einheiten verwenden.
Wir sind „anthropozentrisch“ und können uns nur vorstellen, dass das Atom absolut und zeitlich unveränderlich ist. Ja, wir verwenden eine „absolute Referenz“ und leugnen auch, dass eine „absolute Referenz“ existieren kann.

Ein Maß ist eine adimensionale Größe, ein Verhältnis zweier Größen: Wenn wir zB eine Entfernung messen, steht im Zähler der Längenbetrag und im Divisor der der Maßeinheit entsprechende Betrag.
Da wir eine Ausdehnung messen, müssen wir berücksichtigen: Der Raum dehnt sich aus, die Maßeinheit wird kleiner (unser Atom) oder eine Mischung aus beidem.

In der Arbeit wird gezeigt, dass die Naturgesetze eine Skalierungseigenschaft des Universums unterstützen können, bei der das Atom nicht mehr invariant ist. Es wird gezeigt, dass die dunkle Energie und die kosmologische Konstante Artefakte von BBT sind, wenn man eine geeignete Referenz, eine mitbewegte, wählt. Der BB wird nicht mehr benötigt; die Inflationszeit wird nicht mehr benötigt usw.

Das Unerwartete: (Zitat)

Atomare Maße sind Zahlenwerte
Wir werden nun sehen, dass die Maße von Körpereigenschaften in atomaren Einheiten unabhängig von den Grundgrößen und abhängig von der Anzahl der Teilchen oder Atome sind.

Ich habe die Zeitung nicht gelesen, und ich habe nicht abgewählt. Es wäre ein Dienst für uns alle, wenn die Leute, die dagegen sind, ihre Einwände dokumentieren würden, abgesehen von "Urknall ist die Konsenskosmologie", was ich mangels Erklärung annehme. Nichtsdestotrotz wäre es für die Abgestimmten nützlicher zu dokumentieren, wo sie glauben, dass dieser Vorschlag gegen Naturschutzgesetze oder ähnliches verstößt.
@anna: Ich denke nicht, dass es sich lohnt, auch nur eine Minute über diese offensichtlich verrückte Physik zu diskutieren ... Der Punkt beim Urknall ist nicht, dass es sich um einen Konsens handelt, sondern dass er alles ziemlich gut erklärt (dh es gab keine Fälschung der Theorie noch). Die Suche nach einer alternativen Theorie, die weniger Parameter haben könnte, ist natürlich völlig in Ordnung, aber wenn jemand sagt "neues Modell, das es umwerfen wird". es hat keinen sinn weiter zu lesen. Stellen Sie sich vor, Planck und Einstein würden sagen: „QM wird die klassische Physik niederschlagen“. Natürlich waren sie schlau, also hatten sie nicht...
Außerdem beantwortet das Aufstellen Ihrer (/Ihrer Freunde) Theorien überhaupt nicht die Frage, die der Poster gestellt hat. Er/Sie fragte, was die wissenschaftliche Gemeinschaft über den Urknall, die wissenschaftliche Gemeinschaft, wüsste nicht begutachtete Theorien. (Im Allgemeinen missbillige ich ein wenig, wie Helder Velez diese Website als Ausgangspunkt für diese Art von „Theorien“ verwendet hat, indem er die am Rande verwandten Fragen mit Verweisen darauf beantwortete)
@Marek Es steht mir frei, ein Evangelist (mit Betonung wie Sie, aber höflich) einer neuen Theorie zu sein, die keine "kostenlosen Mittagessen" hat ("Weltraumerweiterung" und "dunkle Energie" wachsen immer ohne bekannten Grund) und nein man weiß, wie man es lokal anwendet. Es steht Ihnen frei, ein Evangelist der langlebigen BBTheory zu sein. Ihr Kommentar impliziert, dass Sie offensichtlich wissen, wie Sie den formalen (und recht einfachen) Beweis entkräften können, dass die Masse NICHT invariant ist (PSE-Post) . Würdest du bitte.
@Helder: Ich bin kein Evangelist. Vielmehr betrachte ich mich selbst gerne als Wissenschaftler: Jede Theorie, die einen Test der Zeit bestanden hat (so wie BB in den vergangenen Jahrzehnten und noch mehr mit neueren Beobachtungen), ist eine gute Theorie und es wert, gegen „eine Theorie“ (aus Mangel an Theorie) verteidigt zu werden eines besseren Wortes) präsentieren Sie. Was hat übrigens die Masseninvarianz damit zu tun? Es ist eine Standard-QFT-Beobachtung, die mindestens seit den 1940er Jahren bekannt ist ...
@Marek Als ich ein kleiner Junge war, brauchte ich 40 Schritte, um die Straße vor meinem Haus zu überqueren. Jetzt messe ich es mit 20 Schritten und wir sind uns unter allem, was mit mir gewachsen ist, einig, dass die Straße schrumpft, unterstützt durch vorsichtige Maßnahmen. Meine besondere Welt besteht aus gleichberechtigten Kindern und als mir gesagt wurde, dass sich unsere Größe und unser Gewicht geändert hatten, konnte ich es nicht glauben. Massen-/Längenatominvarianz ist eine versteckte Behauptung von BBT (nicht explizit, aber unvermeidlich und wurde nie bewiesen). Die Entfernungseinheit wird mit einem lokalen Atom erreicht. Wenn Sie die Referenz an das Atom anhängen, können Sie nicht sehen, wie sie variieren können.
@Helder: In BBT gibt es keine solche Annahme. Bei BBT geht es nur um kosmologische Modelle in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Um vernünftige Modelle des "Anfangs des Universums" zu erhalten, muss man nun auch die Teilchenphysik hinzufügen (vor allem die Nukleogenese, von der Ted spricht). Wenn man dies tut, findet man heraus, dass das Modell basierend auf nur wenigen Parametern mit allen jemals gemachten Beobachtungen übereinstimmt. Auch hier kann man versuchen, ein besseres Modell zu finden, aber BBT hat im gleichen Sinne Recht, wie die klassische Physik: Jede grundlegendere Theorie muss ihr zustimmen und sie erklären, nicht niederschlagen!
@Marek Ein kompliziertes Problem in jedem Bereich kann nur in Teilen gelöst werden, und die BBTheory brauchte Jahrzehnte, um Schicht für Schicht aufgebaut zu werden. Ich glaube, dass Sie in Zukunft die Möglichkeit haben werden, die Entwicklung neuer Theorien zu sehen, weil Sie jung sind. Physikalische Gesetze wurden nie widerlegt, aber Theorien kommen und gehen, und das ist gut für junge Wissenschaftler wie Sie. Nehmen Sie sich Zeit, die Zeitung zu lesen. (Vergessen Sie den Ausdruck "Knock it down")
@HelderVelez: verstehst du die H/He Fülle richtig? Wenn Sie dies nicht tun, wird Ihre Theorie als BBT unterlegen ausgeschlossen.
@Jerry, der in [WP-Baryogenesis] ( en.wikipedia.org/wiki/Baryogenesis ) nach Daten suchte, fand ein Dokument aus dem Jahr 1997 mit dem Titel ("Baryogenesis, 30 Years After"). 1967 ist viele Jahre nach der Einführung von BBT ist genug Antwort darauf Ihre Anmerkung. Die Baryogenese ist unabhängig von BBT und wird in der en.wikipedia.org/wiki/Category aufgeführt : Unsolved_problems_in_physics und das 'Lithium-Problem' ist immer noch ein Problem. Die Materie-Antimaterie-Asymetrie ist nicht gelöst.
@HelderVelez: Warum geben dann verschiedene Materieinhaltsmodelle unterschiedliche Antworten auf das Problem? Das Lithium-Problem ist real, aber genauso real ist die Tatsache, dass das H/He-Verhältnis eine enge Einschränkung für Big-Bang-Modelle darstellt.
@Jerry mit dem BBT haben wir die ganze Zeit einen heißen Anfang mit gleichen Atomen. Bei diesem neuen Modell liegt der Ursprung bei 0ºK mit einem möglichen Szenario: größere langlebige Neutronen, die fortschreitend in H zerfallen und alle Arten von Isotopenverhältnissen auftreten lassen (siehe [Webb-1998] ( arxiv.org/pdf/astro -ph/9803165 ), als er ein variierendes Verhältnis von Mg24/Mg26 als mögliche Erklärung für die gemessene variierende Alpha-Konstante erhielt (pg4 1. §)). Wann wird die Community das Problem eines variierenden Alphas angehen?. (Der Kernzerfall ist auch eine Funktion der zeitlichen Veränderung von (Kernmasse) / (Kernvolumen)).
Nach weiterer Analyse ließ ich die Vorstellung fallen, dass es eine „Drift“ im Verhältnis der Nuklide gab (siehe vorheriger Kommentar).