licht van de big bang en visible universe

[Nesciyolo]

Ik heb eens wat zitten mijmeren over dit onderwerp en heb een inval gehad. Of dat een geniale of domme inval is moet ik jullie laten beoordelen. Ik zat te denken. Hoe kan het dat een kosmische gebeurtenis overal tegelijk plaats vindt alsof het in één punt gebeurde?

Toen dacht ik: misschien focussen we ons teveel op materie. De voorstelling van een oerknal als een gigantische explosie alsof het een bovenmaatse atoombom was is misschien wel fout. Wat als niet materie explodeerde maar ruimte? Dan zouden 1 punt en overal tegelijk hetzelfde zijn.

Stel je voor dat alle materie op t=0 samengebald is in een enkel punt dat tegelijk ook alle ruimte is. En op t=0 begint de ruimte ineens te expanderen met een snelheid vergelijkbaar aan de expansie nu. Dan bedoel ik niet de rustige uitzetting die we in ons deel van het heelal niet eens kunnen waarnemen, maar tussen wat nu 15 miljard lichtjaar weg is en hier ontstond ineens per seconde net zoveel ruimte als nu. Dan zou de eerste expansie duizelingwekkend veel sneller geweest zijn dan de c, namelijk in de buurt van \((\frac{c}{0})\).

In het huidige heelal lijken sterrenstelsels niet met de ruimte mee te expanderen. Ze komen alleen steeds verder van elkaar af te staan. Het lijkt me omdat de interne krachten in een sterrenstelsel de expansie van de ruimte corrigeren en de materie terug op haar plaats trekken. Dat kan als die expansie relatief gezien niet al te groot is. Maar direct na de big bang was de expansie veel groter dus kon materie zich niet hergroeperen en weer bij elkaar komen. Pas toen er voldoende ruimte ontstaan was om de expansie per m³ te modereren kon de materie zich gaan gedragen zoals die dat nu nog doet.

Ook denk ik dat de in een vorige post genoemde "future horizon" doordat de expansie over dle grote afstand sneller gaat dan het licht niet hoeft te bestaan. Als een foton namelijk op laten we zeggen 50 miljard lichtjaar vertrekt terwijl de ruimte tussen hem en ons met meer dan c uitdijt, dan betekent dat niet dat er op de gehele weg die het foton aflegt altijd meer ruimte voor hem ontstaat dan hij aflegt. Met andere woorden stel dat de ruimte tussen hier en 50 miljard lichtjaar zou uitdijen met 2c. Dan zou als het foton 10 miljard jaar onderweg is de ruimte tussen beginpunt en hier zijn gegroeid naar 70 miljard lichtjaar terwijl het foton maar (inclusief uitdijing achter hem) zo'n 11 miljard lichtjaar gevorderd is. Het foton is dan dus 70-11 = 59 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Dat lijkt dus onoverbrugbaar omdat het nu verder weg van ons is dan in het begin. Maar die ruimte van 59 lichtjaar expandeert nu niet mer met 2c maar met \(\frac{59}{70}*2c\). Na nog 10 miljard jaar is de expansie van de ruimte tussen het foton en ons nog verder afgenomen. Dus hoewel het er lange tijd op lijkt dat het foton ons nooit zal bereiken zal het gestaag voort ploeteren en wordt de expansie die het moet overwinnen steeds kleiner. Uiteindelijk zal het ons dus toch, zij het met wat vertraging, bereiken

Ik weet niet hoe de expansie zich volgens de theorie door de tijd heen ontwikkeld heeft. Ik ga hier uit van een constante snelheid van expansie en nieuw gevormde ruimte die zich daartussen "ophoopt". Als die expansie door de tijd heen niet gelijk blijft maar af- of juist toeneemt dan hoeft dat het principe van mijn 2 bovenstaande gedachten niet perse te weerleggen.

Het belangrijkste idee is dus: De oerknal was niet een explosie van materie maar een explosie van ruimte.

[Bladerunner]

Toen dacht ik: misschien focussen we ons teveel op materie. De voorstelling van een oerknal als een gigantische explosie alsof het een bovenmaatse atoombom was is misschien wel fout. Wat als niet materie explodeerde maar ruimte? Dan zouden 1 punt en overal tegelijk hetzelfde zijn.

Laat dat nu precies zijn waar de oer knal theorie over gaat he?

Die stelt dat het in een punt begon waar ruimte-tijd zoals wij dat nu ervaren zich niet laten beschrijven. Tijdens het z.g.n. Planck-epoch (t=0) was er alleen dat waanzinnig hete en dichte punt waarin alle natuurwetten verstek laten gaan en er een geünificeerde kracht was die vlak na het eerste uitzetten in de ons nu bekende krachten/wetten uiteenviel.

Dat punt met daarin alleen kwantum fluctuaties (geen materie dus) zette uit door een onbekende oorzaak. Er explodeerde dus niets want dat impliceert een beweging van iets door een bestaande ruimte. Wat er gebeurde was dat de ruimte uitzette met daarin een chaos van allerlei deeltjes zoals quarks, gluons, elektronen etc. maar geen protonen of neutronen die nodig zijn voor materie.
Die konden pas ontstaan en in eerste plaats waterstof vormen nadat de temperatuur en druk drastisch was gedaald.

Omdat dus dat punt ook het begin was van 'onze' huidige ruimte kun je dat punt niet op een bepaalde plek zetten in een ruimte want dat punt was de ruimte. En dat zou verklaren waarom je overal in het heelal ongeacht 'waar' je zit een zelfde homogeen beeld er van ziet. Je kunt dus niet aan 'de rand' vertoeven want die is er niet en vanuit elke plek lijkt het alsof je 'in het midden' zit.

Het heelal is dus oneindig omdat het geen rand heeft maar het is tegelijk eindig omdat het uitzet wat dus een grens impliceert waarmee je dat uitzetten identificeert.
Dat is echter één manier maar we weten niet echt of het heelal nu geometrisch gezien eindig of oneindig is omdat dit afhangt van de vorm. Die kan 'plat' zijn en oneindig maar ook de vorm van een donut hebben en dan is het eindig.

[Nesciyolo]

Aardig om te horen dat ik met mijn verzinsel de gangbare theorie weet te vatten. Het is bijna het simplistische antwoord op de vraag waar deze thread mee begon. De ruimte expandeerde en sleepte de energie en materie met zich mee.

Je vraagt je af (ik vraag me af) of er misschien iets is buiten onze bekende ruimte dat die ruimte genereert. Iets dat voortdurend ruimte creëert en toevoegt alsof er lucht in een ballon wordt gepompt.

Als je zegt dat "het heelal expandeert" kan je dat interpreteren als het hele ding dat groter wordt en dus begrensd is. Maar wat we eigenlijk zien is dat de ruimte in het ons bekende deel van het heelal expandeert. We kunnen aannemen dat dat dus ook in ons onbekende delen van het heelal moet gebeuren. Maar om te zeggen dat daarom het hele heelal expandeert vereist de aanname dat het heelal eindig is en grenzen heeft. Dat kan je niet zomaar doen denk ik.

[Nesciyolo]

Zou het kunnen dat de ruimte die gecreëerd wordt "af fabriek" een bepaalde hoeveelheid energie bevat die toegevoegd wordt aan het totaal? In dat geval zou er voorafgaand aan de oerknal helemaal geen energie of materie hoeven zijn. Die werd (en wordt) dan met de expansie meegeleverd en zou in de uitgangssituatie uit de aard der zaak volledig diffuus verdeeld zijn in de ruimte.

[HansH]

maar het is tegelijk eindig omdat het uitzet wat dus een grens impliceert waarmee je dat uitzetten identificeert.

Dat hoeft niet volgens mij. als de afstand tussen 2 punten toeneemt met een snelheid evenredig met de afstand tussen die 2 punten. en dat is waar we vanuit gaan. Dat betekent wel dat vanaf elk punt er een afstand is waarbij de uitzetting sneller gaat dan c. dat geeft dan het waarneembare heelal aan met straal r. Voor elke waarnemer in het heelal is er dan zo'n bol met straal r. maar omdat er geen centrum is kun je die redenatie aanhouden tot in het oneindige.

[Bladerunner]

Ik zeg verder dus ook dat dit één manier is om er tegenaan te kijken. Stel je het heelal als een bol voor dan is dat een oneindige figuur want je kunt geen begin en eind aanwijzen en zou je lang genoeg doorvliegen dan heb je niet eens in de gaten dat je een bekende plek passeert.

[Bladerunner]

Zou het kunnen dat de ruimte die gecreëerd wordt "af fabriek" een bepaalde hoeveelheid energie bevat die toegevoegd wordt aan het totaal? In dat geval zou er voorafgaand aan de oerknal helemaal geen energie of materie hoeven zijn. Die werd (en wordt) dan met de expansie meegeleverd en zou in de uitgangssituatie uit de aard der zaak volledig diffuus verdeeld zijn in de ruimte.

Op dit moment is er de algemene consensus dat de expansie versneld. De oorzaak wordt gezocht in de illustere donkere energie. Die zou te samen met de druk in het oorspronkelijke punt veroorzaakt door de voortdurende creatie en vernietiging van exotische elementaire deeltjes (de kwantum fluctuaties) voor de initiële uitzetting hebben gezorgd. Bij een 'absoluut' vacuüm kunnen we namelijk niet zeggen dat dit niets is. Zelfs een vacuüm is 'iets' en er bestaat dus een soort vacuümenergie in de ruimte. Maar die energie is een factor (ruwweg) 10¹²² te klein om de expansie te verklaren vandaar de donkere energie aanname om het probleem van de 'kosmologische constante' aan te pakken die een maatstaf is voor de uitzetting.

Er is overigens pas een (vanzelfsprekend) controversiële theorie verschenen die stelt dat de expansie een illusie is:
https://www.space.com/universe-expansio ... e-a-mirage