Universkosmologie Astrophysik der Geistermaterie.3: Die Strahlungsära: Das Problem der „Entstehung“ des Universums. Das Problem der Homogenität des frühen Universums. (S.6)
Abb. 8 : Vergleichende Entwicklung der Temperaturen.
- Das Problem der Entstehung des Universums.
Gemäß dieser neuen Beschreibung der Strahlungsära ist die Entropie, wie in früheren Arbeiten ([4], [5] und [6]) angegeben, nicht mehr konstant.
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Für detaillierte Berechnungen siehe Referenz [6]. Wie in dieser früheren Arbeit gezeigt, ist, wenn während dieser Strahlungsära die Entropie als chronologischer Parameter gewählt wird, der Metrik entsprechend flach:
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Die Entstehung entspricht s = - ∞. Beachten Sie, dass s, die Entropie pro Baryon, dem sogenannten „konformen Zeit“ Log t entspricht. Mit diesem neuen Zeitzeichen verschwindet die „anfängliche Singularität“.
Wenn man in die ferne Vergangenheit blickt (frühes Universum), gibt es Schwierigkeiten, eine Uhr zu definieren, um die Zeit zu messen, da alle Teilchen mit relativistischen Geschwindigkeiten unterwegs sind. Es wird fragwürdig, eine kalte Uhr zu konzipieren. Betrachten Sie ein System aus zwei Massen, die sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt drehen:
Abb. 9 : Die grundlegende Uhr.
Wir nehmen an, dass diese Uhr während des Ausdehnungsprozesses nicht zerstört wird und berechnen, wie viele Umdrehungen in der fernen Vergangenheit stattgefunden haben (von t = tcr bis zur hypothetischen Entstehung der „kosmischen Zeit“ t = 0). Aus dem Vorherigen:
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R » t 2/3 G » t - 2/3 m » t 2/3
Die Umlaufzeit, also die Periode der Uhr, entspricht
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Die Anzahl der Umdrehungen ist:
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(welche gegen unendlich geht, wenn t1 gegen null geht). Überraschenderweise finden wir die Entropie pro Baryon s. Wenn eine Drehung dieses Systems als Ereignis der Entwicklung des Universums betrachtet wird, gibt es zwischen heute und der Zeit, die durch das Zeitzeichen t = 0 definiert ist, eine unendliche Anzahl von Ereignissen.
Vergleichen Sie das Universum mit einem Buch, das eine Geschichte erzählt. Die Zeit ist die Dicke des Buches. Man möchte die erste Seite erreichen, um zu lesen, was der Autor beabsichtigt hat. Dann versucht man, die Seiten rückwärts umzublättern. Doch die relevante Frage ist nicht die Dicke des Buches, sondern die Anzahl der Seiten, die es enthält. Eine Seite ist ein Ereignis. Gemäß dieser neuen Definition der Zeit werden die Seiten, wenn man sie rückwärts umblättert, immer dünner: Das Buch hat unendlich viele Seiten, sodass es unmöglich wird, die Einleitung zu erreichen.
- Eine Alternative zur Inflationstheorie.
Klassisch ist der kosmologische Horizont H als ct definiert, wobei c als absolute Konstante betrachtet wird. Dies führt zu einem Paradoxon, da das frühe Universum sehr homogen ist (CMB oder kosmische Hintergrundstrahlung). Wenn man eine charakteristische Entfernung R(t) (zum Beispiel die mittlere Entfernung zwischen den Teilchen) mit dem Horizont H vergleicht, erhält man:
Abb. 10 : Vergleich der Entwicklung der charakteristischen Länge des Universums mit dem kosmologischen Horizont in einem Einstein-de Sitter-Modell.
Im aktuellen Modell wird der kosmologische Horizont zu folgendem Integral:
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Abb. 11 : Vergleich der Entwicklung der charakteristischen Länge R des Universums mit dem kosmologischen Horizont während der Strahlungsära: gleiche zeitliche Entwicklung.
Wir erhalten H(t) » R(t) während der gesamten Entwicklung des Universums, wodurch die Homogenität während der Strahlungsära gewährleistet ist. Dies stellt eine Alternative zur Inflationstheorie dar (deren einzige heutige Begründung die aktuelle Homogenität des frühen Universums ist).
