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THEMA: Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem

Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 17:06 #57659

Es gibt anscheinend zwei "Schulen" was den Energieverlust bei der kosmischen Rotverschiebung angeht. Für beide Ansichten lassen sich Zitate von Professoren finden:

1. Das expandierende Universum ist nicht zeitinvariant. Daher gilt nach Noether der Energieerhaltungssatz nicht mehr.
2. Der Energieverlust durch Rotverschiebung wird durch den gleichen Anteil an Verlust von negativer Energie aus der Expansion des Universums ausgeglichen (Süsskind).

Ich persönlich neige eher der ersten "Schule" zu. Ich kann mir nicht vorstellen, wie ein lokales Ereignis, wie die Rotverschiebung eines Photons auf die Expansion des Universums wirken soll und das auch noch sofort und überall.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 18:57 #57668

Manfred S schrieb: Ich kann mir nicht vorstellen, wie ein lokales Ereignis, wie die Rotverschiebung eines Photons auf die Expansion des Universums wirken soll und das auch noch sofort und überall.

Nicht das lokale Ereignis Rotverschiebung wirkt sondern das Globale Ereignis Expansion.
Oder anders gesagt, die Rotverschiebung ist keine Ursache einer Wirkung sondern die Wirkung einer Ursache (zumindest in erster und zweiter Näherung)
Das von Walter Lewin verlinkte Paper untersucht die Richtung, der Expansion eine kosmologische Geschwindigkeit zuzuordnen. Ich weis nicht wie tragfähig das ist, aber ne Idee wo das Momentum bleibt ist das allemal.
Ich hab ja noch eine andere Idee die mit dem Huygensschen Prinzip zu tun hat...

BTW: und darauf will ich mit dem Thread hinweisen: Das Noether-Theoren spricht eher FÜR eine Invarianz bezüglich Translation der Zeit für das gesamte Universum.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 21:29 #57676

Merilix schrieb:

Manfred S schrieb: Ich kann mir nicht vorstellen, wie ein lokales Ereignis, wie die Rotverschiebung eines Photons auf die Expansion des Universums wirken soll und das auch noch sofort und überall.

Nicht das lokale Ereignis Rotverschiebung wirkt sondern das Globale Ereignis Expansion.
Oder anders gesagt, die Rotverschiebung ist keine Ursache einer Wirkung sondern die Wirkung einer Ursache (zumindest in erster und zweiter Näherung).

Das kann nicht sein!

Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.

Dass das Einschalten der Taschenlampe die Expansion des Unversums beeinflussen soll, ist schon schwer glaubhaft. Dass aber die Expansion des Weltalls mich dazu veranlassen soll meine Taschenlampe anzuschalten, wäre noch sehr viel wunderlicher.:ohmy:

zu Merilix BTW: Natürlich geht die zweite Schule von einer Zeitinvarianz des Universums aus. Aber sie hat auch die obigen merkwürdigen Folgen.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 22:38 #57679

Manfred S schrieb: Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.

Das hängt aber sowas von der Expansion des Weltalls ab!
Das ist ja gerade das Wesen der kosmologischen Rotverschiebung das sie untrwegs auf dem Weg von Sender zum Empfänger passiert weil dem Photon oder der EM-Welle quasi der Weg unterm Arsch weg in die Länge gezogen wird und nicht wie beim klassischen Dopplereffekt direkt bei Sender oder Empfänger.
Ich bin jetzt ehrlich überrascht das du das anders siehst.

Ich hatte das vor längerer Zeit mal kontinuierlichen Dopplereffekt genannt und würde das heute noch tun weil ich denke das trifft es genau (Es sei denn als Dopplereffekt darf man nur das bezeichnen was man mit den klassischen Formeln direkt ausrechnen kann). Kontinuierlich heist: der Effekt muss über die gesammte zurückgelegte Wegstrecke aufintegriert werden. Und das ergibt, oh Wunder, gerade z.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 22:56 #57682

Merilix schrieb:

Manfred S schrieb: Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.

Das hängt aber sowas von der Expansion des Weltalls ab!
.

Du hast das nicht richtig gelesen.

Du behauptest jetzt, dass das Anschalten der Taschenlampe von der Expansion des Weltalls abhängt.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 23 Sep 2019 23:29 #57685

Manfred S schrieb:

Merilix schrieb:

Manfred S schrieb: Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.

Das hängt aber sowas von der Expansion des Weltalls ab!
.

Du hast das nicht richtig gelesen.

Du behauptest jetzt, dass das Anschalten der Taschenlampe von der Expansion des Weltalls abhängt.

Nö, ich hab die Wörter "anschalten" und "Taschenlampe" nictmal verwendet.. Du aber schreibst von einer Rotverschiebung die du mit der Taschenlampe erzeugen willst... Wenn du was anderes meintest als ich verstanden hatte übersiehst du vieleicht das die Energie für die Leuchtende Taschenlampe vorher auch schon da war... Ich hab echt keine Ahnung ob das noch seriös ernsthaftes Argumentieren ist oder worauf due eigentlich aus bist.

Die Rotverschiebung die das Licht der Taschenlampe erleidet jedenfalls hängt von der Expansion ab. Darüber sind wir uns hoffentlich einig.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 24 Sep 2019 10:52 #57717

Merilix schrieb: Nö, ich hab die Wörter "anschalten" und "Taschenlampe" nictmal verwendet.. D.

Also nochmal im Kleinen.
Ich habe geschrieben, das Anschalten der Taschenlampe hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab. Darauf hast Du geschrieben "Das hängt aber sowas von der Expansion des Weltalls ab!"

Voraussetzung für die Rotverschiebung ist, dass Licht überhaupt da ist. Daher ist das Anschalten des Lichts der kausale Anfang sei es nun eineTaschenlampe oder ein Stern. Und für dieses Anschalten kann kaum die Expansion Ursache sein, wie Du schriebst: "Nicht das lokale Ereignis Rotverschiebung wirkt sondern das Globale Ereignis Expansion."

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 24 Sep 2019 19:48 #57748

Was soll das? liest du deine eigenen Posts nicht oder die Zitate dessen?

Manfred S schrieb: "Ich habe geschrieben, das Anschalten der Taschenlampe hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab. Darauf hast Du geschrieben "Das hängt aber sowas von der Expansion des Weltalls ab!"


Das hattest du nicht geschrieben sondern:

Manfred S schrieb: Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.


Es wäre auch sicher eine sehr heftige Expansion nötig damit der Schalter sich relativ zum Rest der Taschenlampe bewegt um den Kontakt zu überbrücken^^

Echt jetzt, auf dem Niveau zu diskutieren macht weder Spaß noch bringt es irgend eine Erkenntnis.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 24 Sep 2019 23:15 #57759

@Merilix

Lies bitte genau. Der Inhalt beider Aussagen ist gleich.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 25 Sep 2019 00:01 #57762

@Merilix

Den Unterschied zwischen den beiden Aussagen von Manfred kann ich ehrlich gesagt ebenfalls nicht erkennen. Du solltest den vermeintlichen Unterschied ggf. mal aus deiner Sicht erläutern...

Noch mal nachgefragt: Wie kann das Noether-Theoren FÜR eine Invarianz bezüglich Translation der Zeit für das gesamte Universum sprechen, wenn die offene Frage doch gerade die Anwendbarkeit desselben auf das gesamte Universum ist?

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 25 Sep 2019 09:42 #57766

Arrakai schrieb: @Merilix
Den Unterschied zwischen den beiden Aussagen von Manfred kann ich ehrlich gesagt ebenfalls nicht erkennen. Du solltest den vermeintlichen Unterschied ggf. mal aus deiner Sicht erläutern...

Mit der zweiten Aussage behauptet Manfred vorher etwas geschrieben zu haben was er vorher nicht geschrieben hat. Der Beweis ist mein Zitat Da steht etwas völlig anderes.

Manfred: "Du behauptest jetzt, dass das Anschalten der Taschenlampe von der Expansion des Weltalls abhängt. "
Das habe ich mit Sicherheit nicht behauptet!

Manfred jedoch behauptet vorher selbst das Gegenteil geschrieben zu haben dem ich widersprochen hätte.
Das ist nicht richtig.

In der ursprüngliche Aussage hatte ich zwei verschiedene mögliche Lesarten gesehen:
1) Das von der angeschalteten Taschenlampe erzeugte Licht erleidet Rotverschiebung die nicht von der Expansion abhängen soll.
Dem hatte ich widersprochen!
2) Das Licht der Taschenlampe selbst verursacht die Expansion.
Das dies gemeint gewesen sein könnte hielt ich für unplausibel und abwegig.
Hab aber immerhin darauf hingeweisen das da keine neue Energie ins Spiel kommt.

Es gäbe noch eine dritte Lesart:
3) das Anschalten (also die Aktion) verursacht Expansion
....

Ich möchte das Thema eigentlich seriös diskutieren.
PS:
Ich empfehle nochmal zu #57659 und unmittelbar folgende zurückzugehen.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 25 Sep 2019 10:57 #57771

Merilix schrieb: Das hattest du nicht geschrieben sondern:

Manfred S schrieb: Die Rotverschiebung findet erst statt, wenn ein Lichtstrahl ausgesendet wird.
Ob ich eine Taschenlampe anschalte und damit in den Himmel leuchte und dadurch eine Rotverschiebung erzeuge - mit einem Verlust an positiver Energie - , hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab.

.

Ich schreibe jetzt nur den Haupsatz aus diesem Schachtelsatz hin: "Ob ich eine Taschenlampe anschalte ...hängt nicht von der Expansion des Weltalls ab."
Dem hast Du heftig wiedersprochen.

Die Punkte stehen für etwas, das dem Anschalten ursächlich folgt und daher ohne Anschalten nicht geschehen würde.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 25 Sep 2019 11:13 #57773

Merilix schrieb: ...
2) Das Licht der Taschenlampe selbst verursacht die Expansion.
Das dies gemeint gewesen sein könnte hielt ich für unplausibel und abwegig.
.

Dann sind wir uns ja einig. Ich habe das geschreiben, weil das eine Folge der Gleichung von Süsskind ist. Und weil das unplausibel ist, ist auch die Süsskindsche Gleichung unplausibel.

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Globale Energieerhaltung und das Noether-Theorem 29 Sep 2019 18:53 #58012

In der Tat hat Strahlung mit der Expansion zu tun. SIcher nicht das Licht einer einzelnen Taschenlampe aber all die Strahlung die das Universum durchzieht...
Man schaue nur mal wie schnell das Universum noch in der strahlungsdominierten Ära expandierte.
Jedenfalls ist \( \Omega_{rad}\) einer der Parameter mit dem im LCDM Modell mittels der Friedmangleichung der Hubbleparameter \(H(a)\) berechnet wird.
\(H(a) \equiv \frac{\dot{a}}{a} = H_0 \sqrt{ (\Omega_c + \Omega_b) a^{-3} + \Omega_\text{rad} a^{-4} + \Omega_k a^{-2} + \Omega_{DE} a^{-3(1+w)} }\)

Allerdings ist wohl zu beachten das Susskinds Gleichung eine Zustansgleichung ist. Sie beschreibt kein dynamisches Verhalten. So ähnlich wie Ekin+Epot=const eine Zustandsgleichung für Oszillatoren ist die selbst keine Dynamik beschreibt.

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