Der Unendliche Raum

Peter Parker · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen, ich wünsche eine schöne Weihnacht und einen guten Rutsch. Ich habe vor einen SF Roman zu schreiben und muss recherchieren ob das was ich mir da so zusammenreime wenigstens ein bisschen realistisch ist oder nicht.Ich habe da folgende Ideen:

Meine Ideen:
Stellt man sich einen leeren schwarzen Raum vor, dann gelingt mir das persönlich sehr gut.
In diesem Raum ist nichts. Kein Boden, keine Decke und keine Wände. Er dehnt sich einfach endlos aus, schwarz und kalt. Hier spielt Zeit keine Rolle. Ich bezweifle, dass sie darin existiert. Wozu auch? Es befindet sich nichts darin. Erst in dem Moment, wenn man in diesen Raum etwas hineintut, beginnt Zeit. Mit dem Beginn der Existenz eines materiellen Objektes im Raum, beginnt Zeit. Mit dem Objekt werden Prozesse in den Leeren Raum gebracht. Und erst auf diese Art kann Bewegung entstehen. Keine Bewegung ohne Zeit und umgekehrt. Bewegung ist Zeit! Genauer: Zeit ist die Bewegung eines materiellen Objektes im 3 dimensionalen Raum bzw. die Messung derselben. Man kann also davon ausgehen, dass Zeit immer an die Materie gekoppelt ist und nicht an den Raum, wie bisher angenommen wird. Der Raum kann sehr gut ohne Zeit existieren und tat dies ganz sicher lange bevor sich darin etwas gebildet hat. Was dem Rätselraten darüber, was vor dem Universum war ein für alle Mal ein Ende machen würde. Es bedeutet auch, dass es mehr als nur ein Universum geben kann. Wenn die Zeit aber an die Materie gekoppelt ist und nicht an den Raum, dann wird die Sache mit den Zeitreisen schon denkbarer. Es bedeutet aber nicht, ich muss das ganze materielle Universum vor oder zurück drehen um mich durch die Zeit zu bewegen.
Was ganz klar ein Ding der Unmöglichkeit ist. Allein die Kraft die man dazu aufbringen müsste wäre größer als die Gesamtmasse des Universums. Das wäre so, wenn Materie nicht offenbar den Raum beeinflussen würde. Der Raum besitzt ja scheinbar eine Entität.
Er hat also allem Anschein nach selbst Substanz. Denn es sieht ja so aus als würde der Raum von der Materie bzw. Masse verformt und bewirkt wiederum, dass alle Abläufe materieller Art innerhalb dieser Verformung langsamer ablaufen. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass die Zeit schneller läuft, wenn der Raum gedehnt wird. Klar, dass man unter diesen Umständen davon ausgeht, Raum und Zeit wären eine Einheit. Da es sich bei der Zeit jedoch immer nur um die Zeit im Bezug auf die Materie handelt, sollte man überlegen nicht mehr von Raumzeit, sondern sinnvoller Weise von Materiezeit oder Massezeit zu sprechen.
Nur ich behaupte einfach, Raum hat keine Substanz. Nicht im Geringsten. Dafür sage ich, Materie ist so fein über den Raum verteilt, dass die Auswirkungen es so aussehen lassen als wäre es der Raum. Man hat festgestellt, das Quanten einfach entstehen und vergehen können und das scheinbar aus dem Nichts. Der mit Energie gefüllte Raum, scheint also einfach so Materie zu erschaffen welche auch fast augenblicklich wieder zu zerfallen scheint.
Innerhalb des Energie gefüllten Raumes, scheint ein totales Vakuum nicht möglich zu sein.
Für mich ein möglicher Beleg meiner Ansichten. Das bedeutet für mich, die Materie selbst beeinflusst die Geschwindigkeit der Abläufe von materiellen Prozessen und steht immer in Wechselwirkung miteinander. Den Raum kratzt das alles meiner Auffassung nach nicht.
Er ist unendlich und ewig und unantastbar. Es sei denn er wird mit Energie gefüllt, dann kann Materie entstehen und ein materielles Universum kann sich bilden.
Nehmen wir einmal an, dass der unendliche Raum keinerlei Strukturen hat.
Für strukturierte Prozesse, braucht es immer Materie und Energie. Also, alles was in Strukturen abläuft ist auch Materie. Die 3 Dimensionalität von Materie ist dabei für mich kein Beweis für die Strukturierung des Raumes. Ich will damit sagen, wenn man anhand der 3 Dimensionalität von Materie auf die Strukturierung und damit auf die Entität des Raumes schließen will, begeht man meiner Meinung nach einen Fehler. Wäre Materie nur 2 Dimensional, hieße das nicht zwangsläufig, dass der Raum es auch sein müsste. Ich denke eher, der Raum kann so viele Dimensionen haben wie nötig sind. Für uns reichen 3.
Darüber bin ich auch froh, denn das könnte die Sache sonst komplizieren.

Ich behaupte auch, dass das materielle Universum begrenzt ist und diese Grenze würde mit seinem überschreiten lediglich ausgedehnt werden. Hinter dieser Grenze befindet sich keine superfein verteilte Materie mehr im Raum und die Zeit würde für ein materielles Objekt, irgendwann super schnell ablaufen. Man würde immer schneller altern und irgendwann zu Staub und sogar in seine subatomaren Teilchen, bis hin zu seiner Grundenergie zerfallen. Die Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit im materiellen Universum, wäre dieser Erkenntnis nach damit auch ein Beweis für die Wirkung der superfein verteilten Materie darin. Erreicht das Licht die Grenze des Materiellen Universums, stößt es quasi an eine Art Mauer und verpufft. Jetzt will ich eine weitere Idee von mir ausführen, wobei es um die Möglichkeit geht, diese Effekte für eine Raumfahrt innerhalb des materiellen Universums nutzbar zu machen. Wäre man innerhalb unseres materiellen Universums in der Lage die superfeine Materie und ihre zugrunde liegende Energie an einer Stelle fast komplett zu beseitigen, also quasi ein Loch zu erschaffen, dann würde dort glaube ich, das gleiche geschehen wie am Rand des Universums und die Zeit würde, möglicherweise je nach Größe des Loches, innerhalb des Loches, schneller ablaufen. So würde man aber noch nicht in die Vergangenheit reisen können. Etwas das ich für wesentlich gefährlicher halte als in die Zukunft zu reisen. Es sei denn, der Ablauf der Prozesse im Universum würde für jemanden innerhalb dieses sogenannten Loches irgendwann sogar rückwärts ablaufen. Dann selbstverständlich schon.
Möglicherweise mit dem überschreiten der Lichtgeschwindigkeit?

Unter Schwerkraftbedingungen laufen die materiellen Prozesse bekanntlich langsamer ab.
So kann man in die Zukunft reisen, wenn man die Erde verlässt und sich nur schnell genug bewegt. Astronauten machen das ja ständig. Einige Zeit in der internationalen Raumstation schickt einen Astronauten in die Zukunft, lässt ihn im Verhältnis zu jemanden auf der Erde, weniger altern. Weil die Zeit für ihn weniger schnell vergeht. Das Abbremsen oder Beschleunigen von Materiellen Prozessen schickt jemanden aber nicht unbedingt durch die Zeit. Beschleunigen geht zwar für eine reise in die Zukunft, ist aber auf Grund unserer schlecht wirkenden chemischen Antriebe erst einmal auf maximal ein Hundertstel von c beschränkt und selbst wenn wir c fast erreichen könnten, wäre kurz davor ja auch Schluss mit Beschleunigen, da die Strahlung des Raumes zu harter Gammastrahlung würde. In einem sogenannten schwarzen Loch steht die Zeit angeblich sogar still. In einem komplett masselosen Loch wiederum, erreicht Licht vielleicht die gleiche, sagen wir mal unendliche Geschwindigkeit wie am Rand des Universums und die Zeit rast darin unfassbar schnell. Daher die Gefahr. Ein bischen zu nah an den Rand und es macht Puff und das war es.
Nur ein bischen Dehnen und man reist vielleicht in die Vergangenheit. Wegen der vielen umliegenden Materie im Universum und dem Druck den es auf so ein Loch ausüben würde, würde sich das Loch meiner Meinung nach prompt wieder schleißen wenn man aufhört zu dehnen. Könnte also klappen.
Hört sich zwar wie eine Art Theorie an, soll aber die Grundlage der Technologie meiner Figuren in meinem Roman sein. Bitte seid so Gut und sagt mir doch, wo und warum ich mit was absolut falsch, mit was möglicherweise und mit was absolut richtig liege. Vielen herzlichen Dank schon jetzt dafür. :-)

P.S.: Die im Text enthaltenen Rechtschreibfehler ergeben eine geheime Formel zum Goldmachen.

Neuling88 · Gast

Für mich hören sich die Ausführungen wirr an und scheinen nicht dem gegenwärtigen Stand der physikalischen Forschung zu entsprechen.

Raum und Zeit sind nicht voneinander unabhängig. Die Raumzeit ist als eine Einheit zu betrachten. In der Realität lässt sich daran nicht rütteln, aber in fiktiven Welten kann man sich natürlich Beliebiges ausdenken.

Peter Parker · Gast

Hallo Neuling88,
Es wäre toll zu erfahren, was dich so sicher macht, dass Raum und Zeit eine untrennbare Einheit bilden? Etwa Einsteins RT?
Und hast du schon einmal vom Casimireffekt und van den Waals kräften gehört?

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

Swingby-Theoretiker · Anmeldungsdatum: 20.11.2014 Beiträge: 38

Hallo,
ich finde zwar nicht, dass das sonderlich realistisch klingt, aber für SF hört sich das allemal interessant an smile

Die Frage ist, wie wissenschaftlich du im Endeffekt werden willst. Wenn du bestehende, möglicherweise spekulative Theorien (beispielsweise String-Theorie, Schleifenquantengravitation) nehmen und "ausschlachten" willst, informiere dich darüber, was einschlägige Theorien grundsätzlich aussagen wollen (du musst keine wüsten mathematischen Herleitungen angucken und gebrauchen, die deine Leser sowieso nicht verstehen). Guck dir an, wie du diese Theorien in deine Geschichte einbauen kannst oder wie du sie etwas "anpassen" kannst...
So würde ich mir Science Fiction vorstellen.
Da deine vorgestellten Ausführungen weit über aktuelles physikalisches Wissen hinausgehen (um es mal so zu formulieren smile

) und sogar gegen einige Theorien zu verstoßen scheint (bspw. RT), denke ich, dass du es lieber nicht physikalisch versuchen solltest zu erklären. Das ist dann alles etwas zu verwurschtelt.
Die Sache mit deiner hochentwickelten Technologie (außerirdischer Zivilisationen? ) klingt interessant und du kannst auch die Funktionsweise dieser genauer erklären, aber für mich wäre das keine Science Fiction, sondern eine Art "Weltraum-Fantasy".
Da brauchst du dir dann keine Gedanken machen, ob es physikalisch möglich ist und es klingt trotzdem gut.
Wie gesagt, wenn du aber Physik als zentrales Element einbauen willst, tu das und schlachte es ein wenig aus (als gelungenes Beispiel sehe ich hierbei "Interstellar"...).
Pass aber auf, dass du bei der Erklärung der Technologie, die du erwähnt hast, nicht zu sehr jeglichen Rahmen sprengst.

Also Fazit:
Für "Weltraum-Fantasy" hast du tolle Ideen ausformuliert, mit Science hat das eher weniger zu tun.
Zeit und Raum gehören eben zusammen, wie soll denn das eine ohne das andere überhaupt existieren können?
Und die Lichtgeschwindigkeit kann nicht überschritten werden, selbst in dem Bereich außerhalb deines "materiellen Universums"...

Peter Parker · Gast

@ Swingby-Theoretiker.
Vielen Dank für die Umfangreiche Ausführung.
Das hilft mir wirklich ein Stück weiter.
Am Ende sagst du jedoch:
Also Fazit:
Für "Weltraum-Fantasy" hast du tolle Ideen ausformuliert, mit Science hat das eher weniger zu tun.
Zeit und Raum gehören eben zusammen, wie soll denn das eine ohne das andere überhaupt existieren können?

Mein Protagonist behauptet folgendes:
Wenn in der RT von Raumzeit gesprochen wird, geht es um Bezugssysteme und deren Räumliche und zeitliche Koordinaten. Wenn es aber nichts im Raum gibt worauf man sich beziehen kann, dann macht Zeit überhaupt keinen Sinn mehr.
UND: Zeit ist lediglich die Messung der Bewegung von Körpern im Raum.
Du fragst: Wie kann Raum ohne Zeit existieren?
Einfach nur Raum ohne Zeit kann es doch geben.
Wo wäre denn da mein Denkfehler?

Swingby-Theoretiker · Anmeldungsdatum: 20.11.2014 Beiträge: 38

Wie definierst du dann den Raum?
Sogar laut Newton hängen Raum und Zeit in der Formel v = s/t direkt zusammen.
Du meinst du hättest keine Zeit. Dann hast du auch keinen Raum.
Raum ist durch Zeit definiert, wie willst du die "Ausmaße" des Raums sonst ermitteln?
Umgekehrt könnte man fragen: Gibt es Zeit ohne Raum?
Eher nicht.
Du hast zwar Recht mit deiner Vermutung, die Zeit verginge in Bezugssystemen schneller, die nicht unter Einfluss von Gravitation liegen.
Aber das liegt nicht daran, dass die Lichtgeschwindigkeit sich erhöhen würde oder so.
Und außerdem beziehst du dich da ja trotzdem auf ein Bezugssystem, das du in dem Zusammenhang ja ablehnst.
Für mich ein Widerspruch.
Du versuchst das anhand eines BZ (masseloser Raum) herzuleiten, um dann zu sagen, dass es dieses BZ eigentlich nicht gibt.

Naja, dann lass ich mal deine Figuren die ganze Sache ausknobeln smile

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Peter Parker · Gast

Lieber Swingby Theoretiker,

ich verstehe Deine Bedenken.
Bei v=s/t handelt es sich jedoch immer um Materie die mit einer Geschwindigkeit v über eine bestimmte Zeit t eine bestimmte Strecke s zurücklegt, wenn ich das richtig verstanden habe.
Allerdings ist der von mir gemeinte (Masselose) Raum unendlich in seiner Ausdehnung und kann, soll und braucht nicht vermessen zu werden. Nur der mit Masse/Energie gefüllte Raum kann vermessen werden. Raum mit nichts drin ist schon ein mathematisches Problem, das kann ich nachvollziehen. Aber denkbar ist er doch trotzdem.

Ich lehne das Bezugssystem doch nicht ab. Ich meine nur festzustellen, dass in einem Raum ohne Masse keines herstellbar ist.
Wenn ich das tue, dann gehe ich von mir selbst aus und ich bin wiederum Masse. Nehme ich alles, auch den Betrachter aus dem Raum heraus, dann gibt es einfach keine BZ mehr. Macht keiner, weiß ich, wäre sinnlos.
Mein Modell macht ja nur Sinn, wenn ich davon ausgehe, dass es eben diese 2 Sorten von Raum gibt (Masseslos und Masse/Energie gefüllt).

Ich möchte mich auch noch einmal bei Dir und allen anderen entschuldigen, denn ich habe sehr viel geschrieben und behaupte darin so einiges. Vielleicht habe ich mich auch nicht deutlich genug ausgedrückt und auch dafür will ich mich hier einmal entschuldigen. Aber im Grunde ist das was ich so geschrieben habe, nach meinen bisherigen Recherchen nicht ganz so fiktionär oder wirr wie z.B. Swingby sagt. Aber ich wäre immernoch wirklich überaus erfreut über eine detallierte Analyse meiner Behauptungen mit entsprechender Begründung für schwerwiegende Fehler. Und ich würde gerne noch einmal darauf aufmerksam machen, dass dies nur als Grundlage für einen SF Roman dienen soll, bei dem ich versuche mehr Wert auf Science als auf Fiction zu legen.
Vielen herzlichen Dank dafür :-)

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Ein Beispiel für eine Raumzeit ohne jeglichen Materie- bzw. Energieinhalt ist die deSitter-Lösung der RT. Richtig ist, dass darin kein BZ durch einen real existierenden Beobachter festgelegt ist; allerdings kann man mathematisch Problemlos Bezugssysteme definieren.

Swingby-Theoretiker · Anmeldungsdatum: 20.11.2014 Beiträge: 38

http://de.m.wikipedia.org/wiki/De-Sitter-Modell

Ich glaub das könnte dir vielleicht helfen smile

Peter Parker · Gast

Super herzlichen Dank.
Das hilft in der Tat ein Stück weiter. Erklärt wird in dem Artikel bei Wiki:

Nach Ansicht vieler Kosmologen glich das Universum am Anfang einem De-Sitter-Raum (siehe Inflation). Im Laufe der Zeit könnte sich das Universum durch die Beschleunigung der kosmischen Expansion und die von ihr bewirkte Verdünnung der Materie wieder einem solchen materiefreien Modell mit kosmologischer Konstante annähern.

Wenn ich das also richtig verstehe, dann gibt es also nach diesem Modell quasi 2 Arten von Raum. Materie/Energie gefüllten Raum und leeren Raum.
Beantwortet aber noch nicht die Frage ob die These, dass Zeit an die Materie im Raum gebunden ist, stimmen könnte.

Wie gesagt, der Gedanke war:
Erst mit der Materie im 3 Dimensionalen Raum ist es überhaupt möglich auch Zeitliche Abläufe zu definieren. Keine Materie im Raum, keine Zeit.

Und was passiert eventuell, am Rand des Universums, wenn irgendwann der de Sitter Raum anfängt und der Materie/Energie Raum endet?
Das würde ich gern wissen. Weiß man das schon? Irgendwie? Gibt es da Ideen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Man muss m.E. drei Bedeutungen von "Zeit" unterscheiden:

Zunächst haben wir die Koordinatenzeit. Diese ist physikalisch irrelevant (nicht direkt messbar) es sei denn, sie entspricht gerade einer anderen Zeit (s.f.)

Dann haben wir die Eigenzeit eines Beobachters. Diese Zeit ist zunächst eine rein geometrische Größe. Physikalisch messbar wird sie, weil wir sie zu etwas in Beziehung setzen, zu einer Zeitskala bzw. einem Prozess.

Und damit sind wir bei der Prozesszeit, die in unserer (makroskopischen) Welt dominiert, die aber mikrophysikalisch nicht existent ist.

Im Falle der Inflation und dem deSitter-Universums haben wir einen tatsächlich stattfindenden Prozess, nämlich die Dynamik des Inflatonfeldes, dessen Wert (bzw. Änderung des Wertes) eine rudimentäre "Zeitskala" definiert. Im Falle des deSitter-Universums in ferner Zukunft haben wir jedoch tatsächlich ein asymptotisch leeres und damit prozesszeitloses Universum, da alle Prozesse zum Erliegen kommen. Ein hypothetischer Beobachter (ohne interne Prozesse wie z.B. in seinem Organismus) hätte in diesem Universum tatsächlich keine Prozesse, die eine Zeitskala definieren und anhand derer er seine Eigenzeit messen kann; d.h. letztere wird ein rein geometrisches, abstraktes Konstrukt.