Wasserstoffwolke am Anfang des Universums?

Was hinderte den gesamten Wasserstoff am Anfang des Universums daran, sich zu einem gigantischen Stern zu verschmelzen?

Der "Knall"-Teil des Urknalls?
Es ist nicht bekannt. Es gibt nur Theorien, die besagen, dass es sich ausdehnt (eine Ausdehnung postuliert, ohne die dahinter stehende Kraft zu kennen). Wenn Sie eine Million Jahre später vorbeikommen, kennen wir vielleicht die Antwort. Nach heutigem Kenntnisstand kann sich nichts ausdehnen, nachdem es zu einem schwarzen Ganzen zusammengebrochen ist.
Vielleicht interessiert es Sie zu erfahren, dass die überwiegende Mehrheit des Wasserstoffs im Universum noch nicht zu Sternen kollabiert ist. So wie Dampf oberhalb des Siedepunktes nicht zu Wassertröpfchen kondensieren kann, kann heißes Gas ohne ausreichende Kühlung nicht zu einem Stern verklumpen.
@AsphirDom: Es ist nicht bekannt. Es gibt nur Theorien, die besagen, dass es sich ausdehnt (eine Ausdehnung postuliert, ohne die dahinter stehende Kraft zu kennen). Nicht wahr. Es ist keine Kraft erforderlich, um die kosmologische Expansion zu erklären oder aufrechtzuerhalten. Nach heutigem Kenntnisstand kann sich nichts ausdehnen, nachdem es zu einem schwarzen Ganzen zusammengebrochen ist. Dies trifft auf klassisches GR zu, ist aber irrelevant, da wir hier nicht über Schwarze Löcher sprechen. Siehe physical.stackexchange.com/questions/3294/…

Antworten (2)

Es gibt zwei Gründe:

Erstens trennte die Expansion des Weltraums, die im frühen Universum schnell war, die anfänglichen Dichteschwankungen in isolierte Potentialtöpfe. Dunkle Materie und gewöhnliche Materie sammelten sich dann in diesen lokalen Potentialtöpfen, die schließlich zu Galaxienhaufen werden.

Zweitens war die Temperatur des frühen Universums sehr hoch, sodass Wasserstoff- und Heliumatome ionisiert wurden. Diese ionisierten Atome und freien Elektronen interagierten mit Photonen; Im Grunde war das frühe Universum wie ein Plasma. Doch diese Photonen übten einen Strahlungsdruck auf die Materie aus: Wenn Materie in die Potentialtöpfe fällt, erwärmt sie sich, und die Strahlung verhindert, dass sie weiter komprimiert wird. Tatsächlich kehrt die Strahlung die Bewegung um und die Materie prallt zurück.

Als sich das Universum ausdehnte, verloren die Photonen Energie und Materie konnte zurückfallen usw. Dieses „Tauziehen“ zwischen Materie und Strahlung verursachte Oszillationen und dauerte an, bis das Universum ausreichend abgekühlt war, damit sich die Ionen und Elektronen zu neutralen Atomen verbinden konnten . Die Photonen koppelten sich dann von den Atomen ab, und wir können sie noch heute als kosmischen Mikrowellenhintergrund beobachten. Die Schwingungen werden in diesem CMB als Temperaturschwankungen eingeprägt.

Für einen detaillierten Überblick über die Prozesse im frühen Universum siehe diese Quelle: http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/intermediate.html

Setzt dies nicht zunächst voraus, dass die Angelegenheit von vornherein NICHT gleichmäßig verteilt war? Was erklärt das?
Auf großen Skalen war die Materie gleichmäßig verteilt. Aber lokal gab es sehr kleine Störungen in der Dichte. Die führende Theorie besagt, dass diese Störungen durch Quantenfluktuationen am Ende der Inflationsära verursacht wurden .
Ja. Würde sagen, dass dies ein zusätzlicher Grund dafür ist, dass tatsächlich völlige Einheitlichkeit erforderlich wäre, um einen solchen einzelnen Stern zu erzeugen. Das ist der unwahrscheinlichste aller Zustände, da es eine perfekte Ordnung erfordert, um einen zufälligen Hintergrund aufzuerlegen. Warum sollte man eine solche Einheitlichkeit erwarten, die eine viel geringere Entropie impliziert als jeder andere vorherige Zustand. Dafür gibt es keinen Grund.
@ user12811: Sie haben das Entropie-Argument rückwärts. In einem Gravitationssystem wird die Entropie durch Verklumpung der Freiheitsgrade der Materie maximiert. Es ist im Wesentlichen das Gegenteil eines idealen Gases. Das frühe Universum befand sich tatsächlich in einem sehr entropiearmen Zustand, weil die Freiheitsgrade der Gravitationswellen nicht aktiviert waren, und dafür gibt es derzeit keine Erklärung.

Pulsar und Chris White haben schöne Erklärungen dafür gegeben, warum die Dynamik des frühen Universums nicht zur Bildung eines großen sternähnlichen Objekts führen würde. Es gibt noch ein weiteres, viel allgemeineres Argument gegen einen solchen Prozess, das auf die Existenz kosmologischer Horizonte hinausläuft. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt in der Entwicklung des Universums gab es Teile des Universums, die weit genug voneinander entfernt waren, dass sie niemals eine kausale Beziehung hätten haben können – kein Signal hätte sich zwischen ihnen ausbreiten können, nicht einmal mit Lichtgeschwindigkeit, selbst wenn die Signal wurde unmittelbar nach dem Urknall ausgesendet. Wenn Materie in Region A und Materie in Region B auf diese Weise getrennt werden, können sie nicht zu demselben Objekt kollabiert sein, einfach weil die Relativitätstheorie verhindert, dass die Materie in A und B überhaupt so schnell zusammenkommt.

Wasserstoffwolke am Anfang des Universums?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v