Meine Vorstellungen und Gedanken von Raum und Zeit

Kapitel 1. - Die Relativität des Raumes: Positionsbestimmung im All

Kapitel 2. - Zeitreise in die Vergangenheit: Eine Abhandlung über die Zeit

Kapitel 3. - Wie ich die Informationen überholte: Mit Highspeed durchs All

Kapitel 4. - Die Dichte des Vakuums: Eine Abhandlung über das Licht

Kapitel 5. - Wie groß ist das All?: Die maximale Ausdehnung des Universums

Kapitel 6. - Der Raum hinter dem Raum: Wohin dehnt sich das Universum aus?

Kapitel 7. - Woher kam die Energie?: Die Expansion des Universums

Kapitel 8. - Was war davor?: Vom Anbeginn der Zeit

Kapitel 9. - Nur dieses oder mehrere?: Wie oft gab es unser Universum?

Hinweis: Dies sind rein theoretische Gedankenmodelle, die von der Praxis noch
sehr weit entfernt sind! Sie stellen lediglich meine Gedanken dar...


Kapitel 1. - Die Relativität des Raumes: Positionsbestimmung im All

Fazit:
Der Raum ist relativ. Die Größe eines Körpers ist absolut, seine Position im Raum jedoch relativ. Ein Bezugspunkt scheint absolut zu sein, wenn sich der Betrachter mit im bewegten System befindet, ansonsten ist er relativ. Folgende Erklärung soll dies verdeutlichen.

Erklärung:
Wenn man die Ausmaße eines Körpers definiert, dann gibt man seine Länge, Breite und Höhe an, also die Koordinaten X, Y und Z. Diese verändern sich nicht, daher ist die Größe eines Körpers absolut definierbar. Wenn man jedoch die Position des Körpers definieren möchte, so muß man einen Bezugspunkt angeben, um zu diesem die relative Position des Körpers zu bestimmen. Dieser Bezugspunkt ist jedoch ebenfalls relativ, da er durch die ständige Ausdehnung des Universums immer in Bewegung ist. Wir geben nun z.B. die Position eines Würfels in einem Zimmer an:






Wir können die absolute Position des Würfels im Zimmer bestimmen, da die Wände einen absoluten Bezugspunkt darstellen. Obwohl das Zimmer im Weltraum immer in Bewegung ist, erscheint uns der Würfel an einer absoluten Position, da wir uns gleichzeitig mit bewegen, und uns somit im gleichen, bewegten System befinden. Der Würfel wird auch am nächsten Tag noch an seinem Platz liegen. Doch innerhalb eines riesigen, bewegten Systems, gibt es weitere, bewegte Untersysteme, wie z.B. die sich drehende Erde, welche um die Sonne kreist, wobei dieses ganze Gebilde (das Sonnensystem) sich wiederrum um das Zentrum der Galaxis dreht usw. Diese Tatsache erschwert uns die absolute Positionsbestimmung im Raum.

Nun "zoomen" wir weiter weg und verlassen die Erde, und damit unser bewegtes System, auf dem wir uns eben noch befanden. Nun erkennen wir unseren Würfel im Weltraum und sehen, daß sich die Erde und damit der Würfel im Raum bewegen. Wir können nun einen virtuellen Bezugspunkt mitten im Weltraum setzen und die Position des Würfels relativ zu diesem messen. Wir können nur eine momentane Position feststellen, denn da sich alles bewegt, ist der Würfel am nächsten Tag schon wieder an einer anderen Position "anzutreffen".






Wenn wir noch weiter "zoomen", und die Objekte Sonne, Erde und Würfel in Bewegung zur Galaxis sehen, können wir erahnen, wie unmöglich eine absolute Positionsbestimmung im bewegten Raum ist.





Kapitel 2. - Zeitreise in die Vergangenheit: Eine Abhandlung über die Zeit

Fazit:
Zeit ist relativ. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft existieren gleichzeitig. Jeder Mensch hat, unabhängig von anderen, seine eigene Gegenwart und Zeitachse. Es existieren unzählige Zeitachsen parallel, zwischen denen man wechseln kann. Die Zeit verändert den Raum. Folgende Erklärung soll dies verdeutlichen.

Erklärung:
Hans und Willi befinden sich zur gleichen Zeit im gleichen Raum eines Hauses. Willi reist nun mit einer Zeitmaschine 100 Jahre zurück in die Vergangenheit. Der Raum sieht vor 100 Jahren anders aus; Willi steht auf einer Wiese. Dies bedeutet: Die Zeit verändert den Raum. Wo vor 100 Jahren eine Wiese war, steht in 100 Jahren vielleicht ein Haus. Nun vergehen für Willi 5 Tage, die er sich in "seiner" Zeit aufhält. Für ihn ist es seine Gegenwart. Für Hans vergehen ebenfalls 5 Tage seiner Gegenwart. Willi befindet sich von Hans aus gesehen in der Vergangenheit, für Willi befindet sich Hans jedoch in der Zukunft. Doch jeder der beiden hat seine eigene Gegenwart. Dies bedeutet: Zeit ist relativ.

Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft existieren gleichzeitig. Jeder hat sein eigenes Bezugssystem zur Zeit, seine eigene Gegenwart, seine eigene Zeitachse. Zeitreisen sind möglich durch Springen von einer Zeitachse zu einer anderen und dies in alle Richtungen. Denn während sich Willi in der Vergangenheit befindet und dort "Abenteuer" erlebt, geht für Hans das Leben ja weiter, nur ohne Willi. Wenn Willi z.B. "heute" eine Zeitreise antritt und 5 Tage in der Vergangenheit verweilt und anschließend zurück in die Gegenwart von Hans bzw. seine eigene Zukunft reist, so sind für Hans ebenfalls 5 Tage vergangen, in denen Willi verschwunden war, und plötzlich wieder auftaucht. Folgende Zeichnungen soll dies verdeutlichen.






Kapitel 3. - Wie ich die Informationen überholte: Mit Highspeed durchs All

Vor 4.000 Jahren wanderte ein Pharao durch die Wüste Ägyptens. Das Sonnenlicht, welches von der Sonne zur Erde geschickt wurde, fing die Szene ein und reflektierte zurück ins All. Das Licht enthält nun also eine Information, ein Bild. Hätte damals vor 4.000 Jahren ein Astronom mit einem sehr starken Teleskop vom Mond auf die Erde geschaut, so hätte er unseren Pharao durch die Wüste wandern sehen. Doch mittlerweile ist viel Zeit vergangen, das Signal wurde schwächer und entfernte sich weit von der Erde. Das Licht breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, d.h. mit etwa 300.000 km/s. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, dies sind etwa 9.46 Billionen km. Nun sind diese "Pharao-Informationen" schon seit 4.000 Jahren unterwegs, d.h. sie sind nun 4.000 Lichtjahre entfernt, das entspricht einer Strecke von etwa 37.84 Billiarden km.

Wenn wir mit einem Auto fahren, können wir, wenn wir schnell genug sind, ein anderes Auto überholen und sehen dieses dann im Rückspiegel. Wir wissen, ein Blick in die Tiefen des Alls ist ein Blick in die Vergangenheit, denn das Licht, welches einen Stern verlassen hat, ist unzählige Zeiten zu uns unterwegs. Wir sehen einen Stern, wie er war, als das Licht ihn verließ, d.h. wir sehen einen Stern, wie er z.B. vor 80 Jahren war (bei einer Entfernung von 80 Lichtjahren). Wenn wir z.B. die Andromedagalaxie betrachten, so sehen wir die Galaxie, wie sie vor etwa 2.5 Millionen Jahren aussah, denn die Galaxie ist 2.5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Wenn es uns nun gelänge, unsere "Pharao-Informationen" mit Überlichtgeschwindigkeit zu verfolgen und zu überholen, so könnten wir eventuell (natürlich rein theoretisch) unseren Pharao noch immer durch die Wüste Ägyptens wandern sehen.

Wenn wir heute mit Lichtgeschwindigkeit die Signale verfolgen würden, so wären wir in 4.000 Jahren an dem Punkt angelangt, wo die Signale heute sind, jedoch haben sich die Signale seitdem selber mit Lichtgeschwindigkeit weiterbewegt, sodaß sie nun 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernt wären; wir hätten das Nachsehen! Wenn wir nun mit etwas mehr als doppelter Lichtgeschwindigkeit reisen würden, so hätten wir die Signale in 4.000 Jahren eingeholt, ja sogar überholt. Wir wären dann 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wenn wir nun die technischen Möglichkeiten hätten, die mittlerweile extrem schwach gewordenen Bildinformationen mittels enormer, auf die Reise mitgenommener Teleskope wieder sichtbar zu machen, so könnten wir unseren Pharao noch heute durch die Wüste wandern sehen.



Kapitel 4. - Die Dichte des Vakuums: Eine Abhandlung über das Licht

Wir wissen: Massen ziehen sich gegenseitig an. Hierbei übt eine große Masse eine größere Anziehungskraft auf eine kleinere Masse aus, als umgekehrt. Die Massenanziehung nennt man Gravitation. Wissenschaftler vermuten, dass sich das Licht mal wie Wellen, mal wie Teilchen verhält. Dies nennt man den Welle-Teilchen-Dualismus. Licht besteht aus Lichtquanten, den sogenannten Photonen. Wir wissen, daß ein Schwarzes Loch eine ungeheure Massenansammlung ist, welche eine unglaublich hohe Anziehungskraft ausübt, selbst auf das Licht, welches von einem Schwarzen Loch verschluckt wird. Daher müssen wir davon ausgehen, daß das Licht eine Masse besitzt (im Falle des Teilchen-Verhaltens), denn sonst könnte es nicht von solch einer großen Masse angezogen werden. Licht muß also eine Masse besitzen. Nun haben wir unseren ersten Anhaltspunkt: Ein Lichtphoton hat eine Masse.

Das Licht bewegt sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit, dies sind etwa 300.000 km/s. Nun bezeichnen wir in der Regel ein Vakuum als luftleeren Raum, in dem sich nichts mehr befindet. Das Vakuum im Interplanetaren Raum ist für uns gesehen wirklich leer, denn es kommen nur ein paar Atome auf einen Kubikmeter Raum. Doch in der Quantenphysik, der Welt der kleinsten Elementarteilchen, besteht das Vakuum aus unzähligen kleinsten Teilchen, unter anderem aus sogenannten Virtuellen Teilchen. Die Wissenschaftler vermuten, dass die Gravitation zwischen Himmelskörpern durch einen Teilchenfluß erfolgt, den sogenannten Gravitonen. Laut diesen Aussagen ist das Vakuum also alles andere als leer. Das Lichtphoton zählt auch zur Quantenwelt, und wenn wir uns nun einmal vorstellen, dass ein massereiches Photon seinen Weg durch das Vakuum zurücklegt, in welchem es von Teilchen nur so wimmelt, so müssen wir annehmen, daß das Photon auf seinem Weg von den Teilchen im Vakuum gebremst wird. Dies würde bedeuten, daß das Licht im Vakuum selbst nur eine gebremste Geschwindigkeit besitzt. Daher dürfte die Lichtgeschwindigkeit von 300.000 km/s keine volle Geschwindigkeit sein, sondern es müssten höhere Geschwindigkeiten möglich sein.

Die übliche Erklärung, daß es laut Einsteins Relativitätstheorie, der Formel E=mc², nicht möglich sei, eine Masse auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen, da dazu unendlich viel Energie nötig wäre, kann so nicht stimmen, denn das Licht hat eine Masse und diese kann sehr wohl auf Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Kurios ist auch, dass nach Einsteinīs Formel, die besagt, daß Energie äquivalent zu hoch beschleunigter Masse ist, es unmöglich wäre, eine Masse nahe an Lichtgeschwindigkeit oder darüber hinaus zu bringen, da man unendlich viel Energie bräuchte. Je näher man nun an die Lichtgeschwindigkeit kommt, umso größer wird die Masse, und umso höher wäre wieder die aufzubringende Energie. Doch auch dies kann nicht sein, denn Lichtteilchen haben eine Masse und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit, ohne dass sie sämtliche Energie des Universums aufzehren würden. Mein Fazit lautet, daß für das Licht an sich eine Geschwindigkeit von mehr als 300.000 km/s möglich sein müsste, denn diese gebremste Geschwindigkeit ist nicht die Ultimative. Ich bin überzeugt, daß es irgendwann doch einmal möglich sein wird, auch normale Massen auf annähernde Lichtgeschwindigkeit oder darüber hinaus zu beschleunigen.



Kapitel 5. - Wie groß ist das All?: Die maximale Ausdehnung des Universums

Man sagt, unser Universum bestände seit etwa 13.7 Milliarden Jahren und dehne sich auch heute noch aus. Da angeblich keine höheren Geschwindigkeiten als die des Lichts möglich seien, kann es sich nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. Wenn wir nun den Urknall, bei dem das Universum entstanden sein soll, als Mittelpunkt einer Kugel setzen und sich das Universum in jede Richtung ausdehnt, so kann sich das Universum seit 13.7 Milliarden Jahren nicht weiter ausgedehnt haben, wie 13.7 Milliarden Lichtjahre zu jeder Seite hin. Daher sollte (wenn man von dieser Kugelgestalt ausgeht) unser Universum einen maximalen Durchmesser von 27.4 Milliarden Lichtjahren besitzen.



Kapitel 6. - Der Raum hinter dem Raum: Wohin dehnt sich das Universum aus?

Wenn ich einen Luftballon aufblase, so dehnt sich dieser aus. Dabei nimmt der Ballon einen Raum ein, der vorher schon vorhanden war, die Luft um den Ballon herum wird verdrängt, sodaß sich der Luftballon ausdehnen kann. Wenn ich den Ballon in ein Glas stecke und versuche, ihn aufzublasen, so wird er an die Grenzen seines Raumes kommen, an den Rand des Glases. Dadurch kann sich der Ballon nicht weiter ausdehnen. Wenn wir den Ballon nun mit dem Universum vergleichen, so müssen wir uns fragen, ob hinter dem Rande des Universums nicht ein Raum vorhanden ist, in den hinein sich das Universum ausdehnen kann. Wenn sich das Universum ausdehnt, wie es heute noch der Fall ist, so muß hinter dem Rande des Universums, da draußen irgendwo, etwas vorhanden sein, was sich verdrängen lässt, etwas, was dem Universum einen Platz zur Ausdehnung lässt, etwas was weichen kann, eine Art "Raum hinter dem Raum".



Kapitel 7. - Woher kam die Energie?: Die Expansion des Universums

Ein Schwarzes Loch ist eine ungeheure Masseansammlung, welche über so hohe Anziehungskräfte (Gravitation) verfügt, daß sogar das Licht verschluckt wird. Die Wissenschaft besagt, dass ungeheure Energie vonnöten ist, um aus der Anziehungskraft eines Schwarzen Loches zu entkommen. Selbst das Licht, mit der uns am schnellsten, bekannten Geschwindigkeit, kann nicht entkommen. Schwarze Löcher gibt es im Universum in Massen. Wir wissen, daß das ganze Universum mit all seiner Masse in einem Punkt vereint war, aus dem es durch den Urknall entstand. Wenn wir nun diese gesamte Masse inklusive aller Schwarzen Löcher, Galaxien und Sterne in einem Punkt vereinen, so haben wir einen massereichen Punkt, eine Singularität, der gegenüber jedes Schwarze Loch wie ein Winzling vorkommt. Was für eine Energie muss vonnöten sein, um diese unvorstellbare Masseansammlung zum Expandieren, also zur Ausdehnung, anzuregen? Und vor allem, woher kam diese Energie?



Kapitel 8. - Was war davor?: Vom Anbeginn der Zeit

Wir leben in einem kausalen Universum, d.h. jede Wirkung hat eine vorangehende Ursache, dazwischen liegt eine gewisse Zeitspanne, welche vorhersehbar ist. Beispiel: Ich nehme einen Stein und werfe ihn in einen Teich. Daraufhin bilden sich Wellen auf der Wasseroberfläche. Mein Steinwurf ist also die Ursache, die Wellenbildung ist die Wirkung. Dazwischen liegt eine gewisse Zeit. Handlung (Aktion) ist also verbunden mit Zeit. Ohne Zeit keine Handlung. Bestimmte Aktionen benötigen sehr wenig Zeit (z.B. eine Bombenexplosion), aber dennoch ist die Zeit messbar.

Es gibt keine Handlung, die keine Zeit in Anspruch nimmt. Wenn ich keine Zeit habe (also tatsächlich Zeit = 0), dann kann ich auch keine Handlung vollziehen. Die Wissenschaft besagt, daß mit dem Urknall auch die Zeit entstand. Nun kann man sich fragen: Wenn es vorher keine Zeit gab (also Zeit = 0), wie konnte dann eine Handlung (Urknall: Explosion und Expansion des Universums) überhaupt stattfinden? Der Urknall muss eine Ursache haben, und diese benötigt Zeit, um zu Wirken und so zu einer Wirkung zu kommen. Was war vor dem Urknall, bzw. wie kam es dazu, wenn es keine Zeit gab?



Kapitel 9. - Nur dieses oder mehrere?: Wie oft gab es unser Universum?

Seit dem Urknall dehnt sich unser Universum aus. Unter den Wissenschaftlern gibt es nun zwei Theorien: 1. daß sich das Universum immer weiter ausdehnen wird und 2. daß die Expansion des Universums eines Tages abebben und sich das Universum wieder zusammenziehen wird. Sollte diese Theorie stimmen, dann würde das Universum während der Kontraktion immer kleiner und dichter werden, es würde sich in Jahrmilliarden wieder so zusammenziehen, daß es in einem Punkt endet, ähnlich dem, aus welchem es entstanden ist.

Dieser Punkt unendlicher Dichte, diese Singularität, könnte erneut einem Urknall erliegen, worauf sich der ganze Vorgang erneut wiederholt. Dieses Pulsieren, also das Explodieren, Expandieren und Kontrahieren, könnte schon seit geraumer Zeit stattfinden. Wir kennen nur unser jetziges Universum. Doch können wir sicher sein, daß dieses jetzige Universum das Einzige und Erste ist? Es könnten schon etliche von Universumsgenerationen vergangen sein, bis unser jetziges entstand. Wer kann schon sagen, wie oft es unser Universum schon gab und noch geben wird?