Was ist die gesamte Energie im Universum?

Angesichts der Menge an Energie in den Kern von einem einzigen Uran-Atom oder die Energie, die ständig von der Sonne seit Milliarden von Jahren, oder die Tatsache, dass es 10 ausstrahlt wurden verpackt ^ 80 Partikel im beobachtbaren Universum, es scheint, dass die gesamte Energie im Universum eine unvorstellbar große Menge sein muss. Aber es ist nicht; wahrscheinlich ist es Null.

Licht, sind Materie und Antimaterie nennen Physiker "positive Energie". Und ja, es gibt eine Menge davon (wenn niemand sicher ist ganz wieviel). Die meisten Physiker glaube jedoch, dass es gibt eine gleiche Menge von "negativer Energie" in die Anziehungskraft, die zwischen dem Plus-Energie-Teilchen besteht. Die positiven Salden genau das Negative, also letztlich, es gibt keine Energie im Universum überhaupt.

Negative Energie?

Stephen Hawking erklärt das Konzept der negativen Energie in seinem Buch The Theory of Everything (New Millennium 2002): "zwei Stücke der Materie, die nahe beieinander liegen haben weniger [plus] Energie als die gleichen zwei Stücke weit auseinander, weil Sie verbrauchen Energie, um sie gegen die Schwerkraft zu trennen, die sie an einem Strang ist," schrieb er.

Da es positiven Energie dauert, die beiden Teile der Materie zu trennen, muss schwere negativen Energie verwenden, um ihnen an einem Strang ziehen. So hat"das Gravitationsfeld negativen Energie. Im Falle eines Universums, das im Raum etwa konstant ist, kann man zeigen, dass dieser negative Gravitationsenergie genau die positive Energie bricht, vertreten durch die Materie. Die gesamte Energie des Universums ist also null."

Astrophysiker Alexei Filippenko an der University of California, Berkeley und Jay Pasachoff am Williams College Gravity es negative Energie zum Beispiel in ihrem Essay "A Universum von nichts" erklären: "Wenn Sie einen Ball aus Rest (definiert, um einen Zustand der Null-Energie) ablegen, gewinnt es Bewegungsenergie (kinetische Energie), während er fällt."_FITTED "Aber dieser Gewinn wird durch eine größere negative Gravitationsenergie wie es näher zum Mittelpunkt der Erde kommt, so dass die Summe der beiden Energien Null bleibt genau ausgeglichen."

Das heißt, den Ball positive Energie erhöht, aber zur gleichen Zeit, negativer Energie wird hinzugefügt, Schwerefeld der Erde. Was ein Null-Energie-Ball in Ruhe im Raum später war, wird ein Null-Energie-Kugel, die durch den Raum fallen wird.

Das Universum als Ganzes ist vergleichbar mit diesem Ball. Vor dem Urknall war zunächst der Universum-Ball in Ruhe. Jetzt, nach dem Urknall fällt: Licht und Materie existieren, und sie bewegen. Und doch, wegen der negativen Energie erzeugte diese Teilchen Schwerkraft-Feld eingebaut, die gesamte Energie des Universums bleibt Null.

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Die Frage ist dann, deshalb der Ball fallen in erster Linie begonnen. Wie sind etwas – bestehend aus positiven und negativen Gleichteile, wohlgemerkt – aus dem nichts gekommen?

Physiker sind nicht ganz sicher, aber ihre beste Vermutung ist, dass die extreme positiven als auch negativen Mengen Energie zufällig zustande schwankte. "Quantentheorie und speziell Heisenbergs Unschärferelation, bieten eine natürliche Erklärung für wie die Energie aus dem nichts kommen kann", schrieb Filippenko und Pasachoff.

Sie fuhr fort: "im ganzen Universum, Teilchen und Antiteilchen spontan bilden und schnell vernichten einander ohne gegen das Gesetz der Energieerhaltung. Diese spontane Geburten und Todesfälle der so genannten "virtuellen Teilchen" Paare sind bekannt als "Quanten-Fluktuationen." In der Tat, Labor-Experimente haben bewiesen, dass Quanten-Fluktuationen, überall auftreten, jederzeit. "

Kosmologen haben eine Theorie namens Inflation, die die Art und Weise entfallen, in denen ein kleines Volumen des Raumes durch ein virtuelles Teilchen paar besetzt aufgebläht haben könnte, um die unendlichen Weiten des Universums zu werden, sehen wir heute gebaut. Alan Guth, einer der wichtigsten Köpfe hinter inflationistischen Kosmologie, beschrieb damit das Universum als "die ultimative Free Lunch."

In einem Vortrag am Caltech Kosmologe Sean Carroll hat es so formuliert: "Sie können ein kompaktes, in sich geschlossenes Universum ohne jegliche Energie überhaupt erstellen."

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