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THEMA: Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums

Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 10:27 #59366

Ich möchte den Versuch mit dem gepunkteten Ballon nachvollziehen. Da setzt sich eine Fliege, während ich so blase, auf den Ballon und läuft darauf herum. Die will ich ärgern und blase so schnell in den Ballon, das der sich schneller ausdehnt, als die Fliege läuft...kommt die dann, obwohl sie weiterläuft überhaupt noch "vorwärts"?...Dann bleibt die Fliege erschöpft stehen, aber ich blase weiter. Ändert sich etwas an ihrer Position auf dem Ballon?
Dann bin auch ich erschöpft und führe das Experiment in Gedanken weiter...Jetzt natürlich mit einem Photon und dem beschleunigt expandierendem Universum...
Bewegen sich Photonen gar nicht mehr relativ zum Raum, wenn dieser mit/oder mit mehr als Lichtgescwindigkeit expandiert? Stehen die ab da etwa still?
Finde den Fehler...

PS: Dank an ra-raisch für die Anregung zu diesem Gedankenexperiment

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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 11:08 #59370

Ja, sie kommt trotzdem vorwärts.

Martin Gardner (Mathematiker, diverse Rätselbücher) hat das vor langer Zeit vorgerechnet, unter dem Titel "Käfer Karl".
Es gibt auch eine gute Abhandlung eines Mathelehrers im Ruhestand...habs gefunden, Dr.Barth in Baden (Schweiz):
www.armin-p-barth.ch/mathe/artikel/pdf/d...s_jungen_kaefers.pdf

Wenn ich nicht irre, gibt es auch eine Abhandlung von Prof. Dr. Th. Risse Uni Bremen.

Hier die Ameise auf dem Gummiband:
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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 12:34 #59374

Hello again ra-raisch,
erstmal vielen Dank: wieder was dazugelernt: kannte ich noch nicht.
Die Berechnungen ensprechen aber nicht ganz der Situation meines Gedankenexpereimentes: Mein Ballon expandiert schon während sich die Fliege darauf niederlässt und sie Ihren ersten Schritt macht. Würde sie jetzt einfach stehenbleiben wollen würden Ihre Beine auseinandergezogen und der Ballon würde unter ihr in alle Richtungen gleichzeitig "weggziehen". Allein um "normal" an Ort und Stelle stehen bleiben zu können (ohne selbst zu expandieren) müsste sie also alle ihre sechs Beine nach innen bewegen. Um in eine Richtung "vorwärts" zu kommen, also dann mit den Hinterbeinen doppelt so schnell rennen wie mit den Vorderbeinen..und mit den Vorderbeinen schneller als ich den Ballon aufblasen kann: und da greift ja meine Vorbedingung: ich blase schneller als sie laufen kann...Bleibt sie also stehen?

Das Ergebnis der Rechnungen, die Du mir empfohlen hast, ist aber auch äußerst interessant: Diese Situation angenommen, würde mein gedankliches Photon ja auch sehr lange brauchen um irgendwo hinzukommen...(stopp: muss ich nochmal überdenken!)
Gruß
Wolfgang

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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 12:43 #59376

wotscheu schrieb: also dann mit den Hinterbeinen doppelt so schnell rennen wie mit den Vorderbeinen..und mit den Vorderbeinen schneller als ich den Ballon aufblasen kann: und da greift ja meine Vorbedingung: ich blase schneller als sie laufen kann...Bleibt sie also stehen?

Das ist auf den ersten Blick eine sehr interessante Frage, allerdings ist das nichts anderes als die einfache (bereits gelöste) Ausgangsfrage. Es genügt ja, die Hinterbeine zu betrachten.

Im Unterschied zu Deinem Parallelthread hast Du wohl inzwischen gemerkt, dass die Ameise nicht so fest mit der Ballonhaut verbunden ist, dass sie auseinandergerissen würde, auch wenn sie stehen bleibt. Sie wird als in ihrem Schwerpunkt auf der Ballonhaut ruhen bzw soweit sie sich bewegt, wird dieser der Bezugspunkt für die ganze Ameise bleiben.

Sollten natürlich die Haftung und die Dehnungsgeschwindigkeit "astronomische" Ausmaße annehmen, könnte sie schon zerrissen werden.....beim Fall ins SL nennt man das Spaghettisieren . Davon sind wir bei der Expansion des Universums "meilenweit" entfernt. Dies ist natürlich auch von der Größe (Länge) der Strukturen abhängig, den Grenzwert habe ich noch nicht berechnet, er soll aber selbst für Galaxienhaufen noch nicht erreicht werden. Ansonsten könnte ich mir schon vorstellen, dass die anomale Rotationskurve der Galaxien darauf zurückgeführt werden könnte. Die Expansion ist mit einer Energiezufuhr vergleichbar.

wotscheu schrieb: Bewegen sich Photonen gar nicht mehr relativ zum Raum, wenn dieser mit/oder mit mehr als Lichtgescwindigkeit expandiert? Stehen die ab da etwa still?

Ich war mit Käfer Karl beschäftigt und hatte noch gar nicht zuende gelesen....

Man darf nicht vom Raum sprechen, der ist nicht lokalisierbar. Sprechen wir vom Schwerpunkt des Universums oder von der Hintergrundstrahlung CMBR.

Ein Photon bewegt sich im Prinzip gegenüber jedem materiellen Objekt oder Koordinate eines Bezugssystems immer mit Lichtgeschwindigkeit, auch wenn sich mehrere Objekte zueinander mit einer Relativgeschwindigkeit bewegen. Bei der Expansion des Kosmos kann sich aber Materie schneller (Newton) als mit Lichtgeschwindigkeit gegenüber einem fernen Objekt bewegen. Am jeweiligen Ort bewegt sich das Photon aber immernoch mit Lichtgeschwindigkeit gegenüber allen Objekten innerhalb dieses Hubbleradius. Alles, was den Hubbleradius überquert hat, ist jedoch außerhalb des Ereignishorizontes und es ist nicht mehr sinnvoll (SRT) möglich, eine Relativgeschwindigkeit anzugeben. Nur die rechnerische (Newton) Geschwindigkeit ist noch sinnvoll. Ich hoffe, das darf man so kurz zusammenfassen....

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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 14:59 #59386

Hallo ra-raisch

Es genügt ja, die Hinterbeine zu betrachten.

.. die rennen doch aber mit doppelter Geschwindigkeit...und das bei Obergrenze c? Ich grübel da immer noch...das Ganze läuft für mich gerade auf die Frage Punkt oder Kontiuum hinaus...vielleicht hast Du recht...auf alle Fälle bedeutet das eine ungehäure Verlangsamung gegenüber der Expansionsbeschleunigung...und damit könnte meine Hypothese überleben, da ich ohnehin kein unendlich für unser Universum annehme.

Ansonsten könnte ich mir schon vorstellen, dass die anomale Rotationskurve der Galaxien darauf zurückgeführt werden könnte. Die Expansion ist mit einer Energiezufuhr vergleichbar.

oh,oh Vorsicht: das sind zwei der Vorhersagen meiner alternativen Hyphothese.

Man darf nicht vom Raum sprechen, der ist nicht lokalisierbar. Sprechen wir vom Schwerpubnkt des Universums oder von der Hintergrundstrahlung CMBR.


CMB ist ok aber mit dem "Schwerpunkt" habe ich meine Schwiierigkeiten: Was meinst Du damit? Alle sichtbaren Massen oder alle vermuteten Massen auf einen Punkt gerechnet mit Trägheitsradius und Trägheitsmoment? und das dann als absoluten Bezugspunkt? Wenn der Trägheitsradius auch c mal t ist, kommen wir damit doch nicht weiter, oder?: der Urknall war eben "überall".

OK, der Rest Deiner Beschreibung entspricht dem derzeitigen offiziellen Weltbild.

Dazu möchte ich klarstellen: ich halte diese offizielle Version durchaus für eine gute Erklärung der Welt und behaupte keines Falls, das das alles falsch wäre! Im Gegenteil: auch für mein angeblich alternatives Weltbild benutze ich alle bisherigen belegten Erkenntnisse!
Ich spekukiere nur dort wo Wissenschafter auch spekulieren, in eine andere Richtung.

Nochmal zum CMB:
Diese Photonen sind am längsten unterwegs in unserem sichtbaren Universum, irgendwann vor ca. 13,...Mrd Jahren entstanden und mit Geschwindigkeit c geradeaus auf die Reise gegangen, ohne je inzwischen mit irgeneinem Elektron oder Positron gewechselwirkt zu haben, mit einer "Temperatur" von jetzt ca. 2,7 ± 0, 00 irgendwas K. In einem Volume x sind davon etwa y viele, aus allen Richtungen ziemlich gleichmäßig, wenn man sie mißt, anzutreffen...Das bekomme ich einfach nicht mit dem offiziellen Weltbild zusammen: ganz blöd gefragt:
Werden die immer noch irgendwo losgeschickt. Werden die irgenwo gespiegelt und kommen immer wieder zurück? Sind die irgenwann bei und durchgezogen und dann weg in die andere Richtung?
Ich kann das erklären, aber nicht mit der herkömmlichen Anschauung.
Kannst Du mich aufklären? Wäre das eine Frage im Forum wert?
Gruß
Wolfgang

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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 17:50 #59392

wotscheu schrieb: Werden die immer noch irgendwo losgeschickt. Werden die irgenwo gespiegelt und kommen immer wieder zurück? Sind die irgenwann bei und durchgezogen und dann weg in die andere Richtung?


380000 Jahre nach dem Urknall war der ganze damalige Raum von diesen Photonen gefüllt.

Bislang sind nur die Photonen aus einem kleinen Raumausschnitt bei uns angekommen. Die übrigen sind noch zu uns unterwegs bzw. werden uns nie erreichen. Alle Photonen fliegen immer nur gerade aus.

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Lichtgeschwindigkeit und Expansion des Universums 26 Okt 2019 18:07 #59395

Mit Schwerpunkt des Universums meinte ich keinen lokalen Punkt sondern den Impuls des gesamten Universums. Es genügt dabei, einen kleinen kugelförmigen Abschnitt zu betrachten, und von diesem den Schwerpunkt also den momentanen Punkt des Betrachters zu wählen. Der Betrachter mag sich dann mit einer Pekuliargeschwindigkeit relativ zu diesem Punkt bewegen. Der Gesamtimpuls des Universums bzw des betrachteten Abschnitts muss dann Null sein. Alles andere wäre objektiv sinnlos und rein subjektiv. Am einfachsten findet man dieses Ruhesystem des Universums durch die Hintergrundstrahlung, indem man den Dipol nebst der Richtung ermittelt.
dCMB = 0,0033645 K

welt.de (14.05.2018) : Unsere Heimatgalaxie ist mit 1.987.000 km/h unterwegs. Relativ gesehen zur kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB).

Nach meinen Daten von Planck (2018) sollten es zwar 2% mehr sein, und die Genauigkeit war nur zweistellig .... die Ergebnisse wurden ja eigentlich erst im Juli 2018 veröffentlicht ...
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