Is het niet aannemelijker om bij de oerknal energie als beginvorm te nemen in plaats van een punt met een oneindige dichtheid?

Ben, 33 jaar
30 november 2009

Volgens de meest populaire theorie omtrend de oerknal zou alles begonnen zijn met een singulariteit. Uit alle wetenschappelijke werken die ik heb gelezen begrijp ik echter dat de consequentie hiervan is dat de tijdrek ook oneindig geweest moet zijn en dat de tijd dus stil stond.

De waargenomen effecten kunnen echter doeltreffender verklaart worden als men de oerknal als het daadwerkelijke scheppen van materie ziet. Deze materie zou dan ontstaan zijn uit energie.

Als men als beginscenario het ontbreken van materie neemt vervalt ook direct de behoefte aan ruimte-tijd. Tevens ontstaat er zo ook geen oneindige tijdrek, integendeel zelfs. Door het vervangen van de singulariteit door energie ontstaat namelijk het omgekeerde verschijnsel. De tijdrek wordt oneindig kort waardoor alles wat kan gebeuren ook direct gebeurt.

Deze hypothese biedt de meeste kans op het ontstaan van de lichtste atomen zoals ook in de huidige theorie beschreven wordt. Met de vorming van het eerste atoom ontstond ook pas de noodzaak voor ruimte-tijd en tevens zou dit atoom zorgen voor een lichte vorm van tijdrek binnen zijn invloedssfeer. Dit zou dan verklaren waarom het heelal met een "explosie" ontstaan lijkt te zijn. Volgens de energie hypothese zou het scheppende moment echter een enorme tijdspanne hebben geduurt.

Antwoord


Een 'singulariteit' is in zekere zin een wiskundige abstractie.  Het is niet echt zo dat een singulariteit ingevoerd wordt als 'verklaring' voor de oerknal; veeleer is het zo dat de meest gangbare wiskundige beschrijving voor een expanderend heelal (de Algemene Relativiteitstheorie) impliceert dat een dergelijk heelal van een singulariteit is begonnen.  Dat is rigoereus bewezen voor vrij algemene fysische randvoorwaarden.  Maar de theorie is wellicht niet helemaal juist vlakbij de oerknal, want ze is niet compatibel met de kwantummechanica, de theorie van de subatomaire wereld.  Het is door de fysica van het allergrootste en het allerkleinste te pogen te verzoenen dat we hopen een duidelijker beeld te krijgen over de paradoxen van het begin.

Toch volg ik u niet wanneer u stelt dat 'materie' vervangen door 'energie' het probleem met de singulariteit opheft.  Reeds binnen onze gangbare big-bang-theorieen kristalliseert materie uit energie naarmate het heelal afkoelt.  Sinds Einstein en het fameuze formuletje E=mc2 is er geen fundamenteel verschil meer tussen materie en energie.  Ook energie kunnen we enkel denken in een ruimte-tijd.


Reacties op dit antwoord

  • 04/01/2010 - Ben (vraagsteller)

    Geachte professor Waelkens, Hartelijk dank voor uw reactie. Wat ik bedoel met "materie" vervangen door "energie" is het volgende. Op basis van de algemene relativiteitstheorie wordt verondersteld dat het heelal ontstond uit een enorm heet punt met een oneindige dichtheid oftewel een kosmologische singulariteit. Als "dichtheid" lees ik "massa" wat misschien niet juist is? Uit de relativiteitstheorie van Einstein blijkt dat het gravitatieveld van deze massa tijdrek veroorzaakt. Oneindige massa is dan oneindige tijdrek, maw, tijd staat stil. Hoewel materie en energie inderdaad uitwisselbaar zijn volgens E=MC2 geldt dat toch niet voor hun eigenschappen? Als ik die massa dan omdenk in Energie vervalt de tijdrek en dat schept heel andere omstandigheden in mijn lekenbrein. Diezelfde tijdrek overigens creëert een heel ander universum dan wat ik vaak beschreven zie in populaire beschrijvingen. Ik heb veel boeken van Hawking gelezen en ook daar lijken veel "onmogelijkheden" veroorzaakt te worden door de niet meegenomen invloed van tijdrek. Dhr Hawking stelt het echter niet op prijs als je dergelijke vragen stelt, staat op zijn site te lezen. (Wat overigens ten dele begrijpelijk is) Een voorbeeld zijn bijvoorbeeld de hemellichamen die ouder lijken te zijn dan de opgegeven leeftijd van het heelal (13,7 miljard jaar op dit moment dacht ik). Als ik de tijdrek eenvoudig mag uitdrukken zie ik dit als 2 klokken die spontaan gevormd zijn bij de oerknal. Wij hebben er 1 die inmiddels 13,7 miljard jaar loopt maar de ander kan onder invloed van gravitatie en versnellingen net zo goed 5 miljard jaar of 25 miljard jaar aangeven als we ze ooit naast elkaar zetten. Ik wil hier overigens graag aan toevoegen dat mijn denkwijze een filosofische is. Ik bezit helaas niet de kennis om alle argumenten na te rekenen en in populaire publicaties worden veel details weg gelaten die me uiteraard op een totaal verkeerd spoor kunnen brengen. Met vriendelijke groet, Ben

  • 06/01/2010 -  (wetenschapper)

    Beste Ben, er is geen gravitationele tijdrek verbonden bij de oerknal! Zelfs wanneer de dichtheid heel erg groot is, voelt een massa in een homogeen heelal netto nul gravitatie, want er is in alle richtingen evenveel materie die aantrekt. De gravitationele tijdrek komt voor bij zwarte gaten. Dat zijn gebieden IN het heelal met een grotere dichtheid dan de omgeving. De tijdruimte is daardoor anders in dat gebied dan erbuiten, en de relatieve tijdservaring is anders. Ik voel het wel, u beschouwt de oerknal impliciet als een zwart gat binnen een ruimte eromheen, en de tijdsrek ziet u ten opzichte van de 'absolute' tijd van die ruimte eromheen. Welnu, het enige waarover we kunnen spreken is dat gaatje zelf, het is enkel daar dat de tijd en de ruimte gedefinieerd zijn, en die ruimtetijd evolueert daar als geheel op een homogene wijze. Dat we een kosmische tijd kunnen definieren, heeft rechtstreeks te maken met het feit dat het heelal in alle ruimtelijke richtingen hetzelfde is en alleen in de tijd verandert. Als iemand de materiedichtheid of de temperatuur meet, dan weet hij bij wijze van spreken hoe oud het heelal is. De tijd is dus rechtstreeks verbonden met de expansie van het heelal. En de eerste seconde duurde echt maar een seconde. Er kunnen geen objecten zijn die ouder zijn dan het heelal. Het is wel eens gebeurd dat de schatting van de ouderdom van een object een getal aangaf dat iets groter was dan de geschatte leeftijd van het heelal, maar dat kan vooral toegeschreven worden aan de onnauwkeurigheid van de schatting. Het is in die zin zeker relevant dat het altijd over de orde van procenten gaat; indien objecten echt veel ouder konden zijn, dan zouden we er moeten vinden die bij voorbeeld twee of tien of miljoen maal ouder lijken dan het heelal, en dat is nooit het geval.

  • 06/01/2010 - Ben (vraagsteller)

    Geachte professor Waelkens, U heeft helemaal gelijk, en inderdaad, ik beschouwde de oerknal als een "normaal" zwart gat. Tenminste, ik ging er vanuit dat de gangbare oerknal theorieën dat deden. Neemt u me niet kwalijk, dit is exact wat ik bedoelde met de onvolledigheid van een "populaire uitleg". Uw uitleg verduidelijkt een hoop en inderdaad, op die manier zit ik er compleet naast. Ik moet wel eerlijk bekennen dat ik het fantastisch vind dat uw uitleg via een medium als dit bereikbaar is! Dank u. De bepalingsmethode van de leeftijd van het heelal begrijp ik eerlijk gezegd niet 100%. En als ik iets niet helemaal begrijp kan ik het ook moeilijk accepteren. Het gaat mij in deze meer om de uitdrukking "13,7 miljard jaar" waar ik moeite mee heb. Dat komt weer door het tijdrek verschijnsel. Waarschijnlijk ligt hier ook een denkfout van mij aan ten grondslag maar ik kan hem niet vinden. Is het niet zo dat, als ik de space shuttle zou kapen en beloof over exact 1 jaar terug te komen, ik te vroeg terug zou komen als ik een beetje in ruimte had gehangen en te laat als ik met een constante versnelling had gereisd? Betekent dat dan ook niet dat een space shuttle die exact 10 jaar geleden is gebouwd en intensief is gebruikt qua leeftijd geen 10 jaar is? (een soort lichte versie van de tweelingparadox). Ik heb namelijk begrepen dat zelfs binnen ons geliefde GPS systeem een correctie voor tijdrek wordt toegepast. Op kosmische schaal lijken de effecten me dan nog veel groter? Om die reden heb ik moeite met de opmerking "13,7 miljard jaar oud", dat komt namelijk op mij over als "mijn schoen is 1 elastiekje lang". De uwe waarschijnlijk ook maar dat zegt niet dat ze even groot zijn! Het is ook moeilijk als ik zelf niet iets na kan rekenen. Als je dan verder wilt nadenken over de verstrekte poulaire informatie ben je afhankelijk van geconformeerde referenties en qua tijdrek zijn dat er niet veel helaas. Met vriendelijke groet, Ben

  • 12/01/2010 -  (wetenschapper)

    Die 13.7 miljard jaar is gedefinieerd ten opzichte van waarnemers die stil staan ten opzichte van het expanderende heelal, d.w.z. enkel de expansiebeweging volgen. Als je beweegt ten opzichte van 'het lokale systeem in rust', dan maak je inderdaad de relativistische uitrekking van de tijd mee. Maar aan de typische snelheden in het heelal, is dat erg weinig allemaal. Hoe kunnen we weten wie stil staat en wie beweegt ten opzichte van het expanderende heelal? Dat kunnen we uit metingen van de kosmologische achtergrondstraling. Voor een waarnemer die stilstaat, is de achtergrond in alle richtingen hetzelfde; iemand die beweegt, ziet een iets hogere temperatuur in de richting naar waar hij beweegt en een iets lagere temperatuur achter hem. Zo weten we dat wij met ongeveer 600 km/s bewegen.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2024
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw