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THEMA: Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums"

Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 00:08 #64732

Hey ihr Lieben da draussen im Kosmos,
ich bin ein riesen Fan dieses Kanals und möchte das gern in den Kosmos hinausschrein!!! DAAAAANKE Josef & Friends!!!! Und ich glaube wir sind uns alle einig, dass der letzte Beitrag zu "Von Aristoteles zur Stringtheorie" (Folge 55) wieder richtig klasse war und in fast jedem von uns einfach diese Neugierde geweckt hat, zu wissen, was denn damals nach dem Urknall wirklich ganz genau passiert ist. Leider scheitere ich da schon an ganz grundlegenden Dingen und würde mich riesig freuen, wenn mich mal jemand zu Seite nimmt und mein Denken geraderückt - bitte allgemeinverständlich falls das geht... Vielen vielen Dank!

(1) THEMA ROTVERSCHIEBUNG UND MATERIE/ENERGIE: Wenn das Licht während anhaltender Ausdehnung des Universums aus dichteren in dünnerer Bereiche messbar Energie verliert, müsste sich dann nicht dieser Effekt auch auf der Zeitskala, also in der Rotverschiebung von fernen Galaxien als ein "zusätzlicher Beitrag" jendseits des von Hubble entdeckten Zusammenhangs bemerkbar machen? Ich stelle mir das so vor, dass ja zur etwaigen Zeit der Entstehung der kosmischen Hintergrundstrahlung, etwa 400000 Jahre nach dem Urknall, die Materiedichte um ein zich-faches grösser war. Dadurch würde ja die Ausdehnung des Universums nicht nur eine durch die gleichmässige Ausdehnung hervorgerufene "Hubble-artige" Rotverschiebung erfahren, sondern auch eine art (exponentiell oder 1/t) abfallende Rotverschiebung, durch das Verlassen des Lichtes des tiefen Potentialtopfes, den die hohe Materie-/Energiedichte des frühen Universums verursacht hat. Ich habe schon einmal den Begriff "Gravitationsrotverschiebung" in einem älteren Beitrag gehört und könnte mir vorstellen, dass ich evtl. von diesem Effekt rede. Würde die Messung, die die Grundlage der Dunklen-Energie-Hypothese bildet (also exponentiell ansteigende Rotverschiebung bei sehr grossen Entfernungen) nicht genau so aussehen, wie die Gravitationsverschiebung des frühen Universums?

(2) An dieser Stelle eine damit verknüpfte Frage: Ich habe generelle Denkprobleme wenn es um die Dunkle Energie Hypothese geht und brauche eure Hilfe. Wenn wir einmal von anderen Hinweisen zur Dunklen Energie absehen, warum muss denn generell aus der Beobachtung einer über den linearen Zusammenhang hinausgehenden Rotverschiebung weit entfernter Objekte eine beschleunigte Ausdehnung des Universums folgen? Ist dieser Schluss nicht generell gleichwertig gegenüber dem Schluss, dass sich das Universum (nahe am Urknall) zunächst mit grösserer Geschwindigkeit ausgedehnt hat, die mit der Zeit abfiel und sich heute bei der aktuellen Ausdehnungsrate stabilisiert hat? In meiner beschränkten Vorstellung würde dieses Szenario auf der Zeitachse so aussehen:
- Vor 10 Mrd Jahren: Zum Beobachter nahe Galaxien haben durch eine aktuell sehr hohe Ausdehnungsrate des Universums eine stärkere Rotverschiebung als heute die nahen Galaxien haben.
- Vor 5 Mrd Jahren: Ein Beobachter sieht nahe Galaxien duch Abklingen der Ausdehnungsgeschwindigkeit ein klein wenig geringer Rotverschoben als oben beschrieben. Schaut er sich im Teleskop ferne Galaxien vor 5 Mrd Jahren an, erscheinen diese ein wenig röter als eine lineare Ausdehnung erklärt
- Heute: Nahe Galaxien erscheinen durch die nun nahezu konstante Ausdehnungsrate ähnlich rotverschoben wie für den Betrachter zum obigen Zeitpunkt. Durch das Teleskop sieht der Betrachter zurück in die Zeit von vor 5 Mrd. Jahren. Er würde, wie schon der letzte Betrachter einen dezenten Beitrag an nicht-linearer Rotverschiebung erkennen. Schaut er nun Galaxien vor 10 Mrd Jahren an (also die die ganz weit weg sind) würde er die verstärkte Zunahme der Rotverschiebung (durch die damals höhre Ausdehnungsrate) sehen. Und er könnte dann (in diesem Gedankenspiel) fälschigerweise schlussfolgern, dass sich sein Universum beschleunigt ausdehnt, obwohl es doch nur damals "noch schneller" war.

(3) THEMA ORANGEN-GROSSES UNIVERSUM: Die nun folgende Frage ist für mich ganz furchtbar, weil mir bewusst wird, wie wenig ich das alles verstanden habe, wo sich doch der Josef so viel Mühe gegeben hat, es uns zu erklären:
In dem sehr schönen Beitrag wird von dem Universum als "Orangen-gross" etwa zum Zeitpunkt nach der Inflationsperiode gesprochen. Ich habe oft auch anderen Beiträgen schon ähnliches gehört, wie "als das Universum so gross wie ein Atomkern war...". Nun weiss ich aber auch wiederum aus wieder anderen Beiträgen, dass Wissenschaftler davon ausgehen, dass unser derzeitiges Universum höchwahrscheinlich unendlich gross ist.

Wie geht das? Ist die Geschichte mit der "Orange" oder dem "Atomkern" nicht wörtlich zu nehmen und eher eine Metapher für "unglaublich Energie-dicht"? Ich kann mir kein Universum vorstellen, das nach der Inflationsperiode, als ja eine näherungsweise LINEARE Ausdehnung folgte, von einer Orange bis heute zur Unendlichkeit angewachsen ist. Warum tut es das - das ist unverschämt? In meiner fehlerhaften Logik, würde schon die Aussage "Nach der Inflation war das Universum Orangen-gross" implizieren, dass es heute nicht unendlich gross sein kann. Vielen vielen Dank an jeden, der mir das simpel erklären / richtigstellen kann.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 03:32 #64739

Hallo Männie,

Das ist sehr viel auf einmal. Auf einen Punkt will ich eingehen:

Männie schrieb: (1) THEMA ROTVERSCHIEBUNG UND MATERIE/ENERGIE: Wenn das Licht während anhaltender Ausdehnung des Universums aus dichteren in dünnerer Bereiche messbar Energie verliert, müsste sich dann nicht dieser Effekt auch auf der Zeitskala, also in der Rotverschiebung von fernen Galaxien als ein "zusätzlicher Beitrag" jendseits des von Hubble entdeckten Zusammenhangs bemerkbar machen?


Wieso zusätzlich? Dieser Energieverlust ist die Rotverschiebung.
Es gibt noch einen weiteren Energieverlust der sich in der Intensität bemerkbar macht; das heist der Anzahl Photonen die uns erreichen.
Das heist a) es erreichen uns weniger Photonen wegen der "Verdünnung" und b) sind diese ins Rote verschoben wegen der Expansion.

Deshalb geht die Strahlungsdichte auch mit a-4 in die Formel zum Hubbleparameter ein während die Materiedichte (baryonisch und dunkel) nur mit a-3 eingeht.

PS: a ist der Skalenfaktor mit dem die Ausdehnung des Univerums beschrieben wird mit a=1 für heute.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 04:37 #64741

Hallo Merilix,

vielen Dank für deine Nachricht! Ich bin mir nicht sicher ob wir nicht aneinander vorbei reden. Und sorry für meinen langen Text. Eigentlich sind meine Kernfragen kurz, ich wollte nur genau schreiben was ich meine, damit wir eben nicht aneinander vorbeireten. Natürlich gehe ich voll mit, dass bei der Ausbreitung des Universum die Intensität des Lichtes drastisch abfällt. Aber von Intensitäten wollte ich eigentlich nicht sprechen. Für den wahrsheinlichen Fall, dass ich den Josef falsch verstanden habe, hab ich nochmal "Gravitationsrotverschiebung" gegooglet. Da finde ich bei Wiki folgendes:

„Photonen, die von einer gravitativen Masse aufsteigen, werden weniger energiereich. Dieser Energieverlust ist als Rotverschiebung bekannt, da Photonen im sichtbaren Spektrum mehr rot erscheinen. Analog, wenn Photonen in einem Gravitationsfeld fallen, werden sie energiereicher und weisen eine Blauverschiebung auf. … Dabei sei angemerkt, dass die Größe des Effektes der Rotverschiebung (Blauverschiebung) keine Funktion des Abstrahl- oder Empfangswinkels des Photons ist, sie hängt nur davon ab, wieweit das Photon im Potentialfeld radial aufgestiegen (gefallen) ist.“

– R. J. Nemiroff: Gravitational Principles and Mathematics. In: American Journal of Physics. 61, (1993), S. 619

In meiner Logik ist dieser Effekt doch komplett unabhängig von der Rotverschiebung die "Hubble-Style", durch die zunehmenden Relativgeschwindigkeiten im Universum hervorgerufen wird, die die Ausdehnung der Raumzeit verursacht. Müsste nicht ein ZUSÄTZLICHER Beitrag an Rotverschiebung alleine dadurch entstehen, dass das Licht, welches uns heute vom Mikrowellenhintergrund von vor 13.8 MRD Jahren erreicht, damals in einem viel tieferen Gravitationspotenzial (wegen der höheren Energiedichte) gewesen ist? Denn genau so verstehe ich das Wiki Zitat: Licht kommt aus tiefem Gravitationspotenzial heraus, verliert deswegen Energie und wird deswegen auf der Energieachse nach (unten) rot verschoben. (Intensitäten hin oder her...)

Oder was ist da los? Warum passiert das nicht?

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 13:11 #64761

Es ist richtig, dass das Gravitationspotential in den meisten Rechnungen des Universums nicht auftaucht.
Gehen wir von der heutigen Dichte von ρm = 4u/m³ = 6.642e-27 kg/m³ aus, dann ergibt sich beim Faktor z=1089≈1000 eine damalige Dichte von
ρm = 4e+9u/m³ = 6.642e-18 kg/m³
und für die CMBR haben wir heute ρ=4,645e-31 kg/m³ wären damals also mit z⁴
ρr = 4,645e-19 kg/m³
Beides ergibt keinen nennenswerten Betrag. Maßgeblich wäre sogar nur der Unterschied zwischen damals und heute. Schwieriger ist es, das Potential richtig zu berechnen, da hierfür das gesamte Universum damals bzw heute zu berücksichtigen wäre. Man müßte wohl die Hubblesphäre berechnen und dann die Innere Lösung einer homogenen Vollkugel anwenden.
ΦK = G(-3R²)ρ·2π/3

Mit dem heutigen Hubbleradius R=c/H° ergibt sich ein heutiger Wert
Φ = -51863969750388744 m²/s²
was offensichtlich absurd ist, es fehlt auch die Berücksichtigung von Λ mit
-ρ° = p°/c² = -Λ/κ = -8,642e-27 kg/m³ < -ρm
Und selbst diese Differenz führt dann rechnerisch zu einem absurden positiven Potential von +15616973727909890 m²/s²

Es wird also ziemlich kompliziert, und für den damaligen Wert müßte man noch den damaligen Parameter H ausrechnen, was allein schon ziemlich schwierig ist.

Es bleibt aber zu bezweifeln, ob das alles dann Einfluss auf die Rotverschiebung hätte, da bin ich mir gar nicht sicher. Die Strahlung muss sich ja nicht aus dem Potential "herauskämpfen", das Potential ändert sich ja nur einfach. Die Strahlung wird quasi von der Expansion "getragen".
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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 14:41 #64766

Vielen vielen Dank ra-raisch! Auch wenn es ne Menge Formeln für mich waren, hat mir das schonmal sehr weitergeholfen vielen Dank! Interessant fand ich auch deine Erklärung mit dem Licht, das "von der Expansion getragen wird", welch poetisches Bild! :)
Ich hab in Beiträgen zur Relativitätstheorie den guten Josef und Onkel Harald immer so verstanden, dass in einer Einstein'schen Raumzeit die Zeitachse wirklich vollkommen gleichwertig zu einer Raumachse zu sehen ist. Bedeutet das dann nicht, dass ich beim Herunterfallen in einen Potenzialtopf (mit der Zeit) Energie gewinne = mich blau-verschiebe und beim hinaufklettern analog Energie verliere = rot-verschiebe?! So wie es auch sein muss, wenn man ein Potenzial im Raum durchquert?

Mir ist aufgefallen, dass du hier sehr aktiv dabei bist, anderen ver(w)irrten Seelen, wie mir, bei ihren Fragen weiterzuhelfen. Das finde ich sehr löblich und möchte dir vorab erstmal dafür meinen Respekt aussprechen. Vllt kannst du mir ja auch mit den zwei anderen Fragen ganz oben, also (2) und (3) weiterhelfen? Gerade die (3) nervt mich doch schon ganz besonders... :(

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 14:54 #64768

Männie schrieb: (1)
Bedeutet das dann nicht, dass ich beim Herunterfallen in einen Potenzialtopf (mit der Zeit) Energie gewinne = mich blau-verschiebe und beim hinaufklettern analog Energie verliere = rot-verschiebe?! So wie es auch sein muss, wenn man ein Potenzial im Raum durchquert?

Naja....das wird manchmal so drargestellt und ist aus subjektiver Sicht auch korrekt. Aber objektiv gesehen ändert sich die Energie nicht sondern sie verwandelt sich nur. Beim blauverschobenen Licht ist die Energie im tiefen Potential einfach mehr "wert" weil alle anderen Objekte weniger Energie besitzen, wenn sie die frei gewordene Bindungsenergie bereits abgegeben haben.

Männie schrieb: Mir ist aufgefallen, dass du hier sehr aktiv dabei bist, anderen ver(w)irrten Seelen, wie mir, bei ihren Fragen weiterzuhelfen. Das finde ich sehr löblich und möchte dir vorab erstmal dafür meinen Respekt aussprechen.

Danke, genau das macht mir eben Spaß. Es ist natürlich auch immer eine Herausforderung zuerst die Frage zu verstehen und dann den Knackpunkt zu finden. Die Erklärung ist dann eher der beschwerliche Teil.

Männie schrieb: Vllt kannst du mir ja auch mit den zwei anderen Fragen ganz oben, also (2) und (3) weiterhelfen? Gerade die (3) nervt mich doch schon ganz besonders... :(

Ja gut, sehe ich mir gleich an, ich wollte eins nach dem anderen.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 15:02 #64770

Männie schrieb: (3)
Ich habe oft auch anderen Beiträgen schon ähnliches gehört, wie "als das Universum so gross wie ein Atomkern war...". Nun weiss ich aber auch wiederum aus wieder anderen Beiträgen, dass Wissenschaftler davon ausgehen, dass unser derzeitiges Universum höchwahrscheinlich unendlich gross ist.

Die Größe des Universums ist eine sehr schwierige Frage. Meist wird davon ausgegangen, dass es unendlich groß ist, beim Ballonmodell oder beim Urknall unterstellt man oft, dass es aus einem Planckvolumen heraus gewachsen ist. Beides widerspricht sich nicht unbedingt, meine ich. Aber die anschauliche Variante beschränkt sich auf das sichtbare Universum und dessen Größenentwickling.

Ein messbarer Unterschied würde in der Krümmung des Universums liegen, die aber unmessbar klein ist, also mit Null angenommen wird, was einem flachen unendlich großen Universum entsprechen würde. Bei einer auch nur geringen Krümmung könnte das Universum zwar randlos aber in der konvexen Variante nicht unendlich groß sein, wie die Erdoberfläche zwar randlos aber endlich ist.

Es gab nun eine Messung mit einem Wert K < 0, was einer geringen konvexen Krümmung entsprechen würde. Ich habe dazu in dem entsprechenden Thread ein paar Rechnungen angestellt. Das ist aber noch sehr spekulativ, denke ich.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 15:10 #64771

Männie schrieb: (2)
warum muss denn generell aus der Beobachtung einer über den linearen Zusammenhang hinausgehenden Rotverschiebung weit entfernter Objekte eine beschleunigte Ausdehnung des Universums folgen? Ist dieser Schluss nicht generell gleichwertig gegenüber dem Schluss, dass sich das Universum (nahe am Urknall) zunächst mit grösserer Geschwindigkeit ausgedehnt hat, die mit der Zeit abfiel und sich heute bei der aktuellen Ausdehnungsrate stabilisiert hat? I

Nein, beide Varianten haben damit nichts zu tun. Die Rotverschiebung nach dem Hubblegesetz geht von einer konstanten Expansion aus und nicht von einer veränderten.

Die beschleunigte Expansion ergibt sich daraus, dass ferne Galaxien gefunden wurden, die für ihre Rezessionsgeschwindigkeit zu nah sind. Dies sieht nun auf den ersten Blick so aus, als ob die Expansion sich verlangsamen würde, weil die fernen Galaxien ja anscheinend vor langer Zeit schneller waren als es ihrer Entfernung entsprechen würde. Tatsächlich ist es aber so, dass bei einer früher schnelleren Expansion die Entfernungen zu groß sein müßten, wenn sich die Expansion peu a peu verlangsamt.

Ob die Entfernungsmessungen jedoch richtig waren, wird derzeit infolge einer relativ neuen Veröffentlichung diskutiert, dazu hatten wir auch einen Thread.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 22:07 #64809

Männie schrieb: In meiner fehlerhaften Logik, würde schon die Aussage "Nach der Inflation war das Universum Orangen-gross" implizieren, dass es heute nicht unendlich gross sein kann.

Ich gehe davon aus das damit die Größe des prinzipiell beobachtbaren Universums gemeint ist. Dies würde dann nur einen winzigen Teil des gesamten Universums ausmachen,

assume good faith

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assume good faith

Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 01 02. 2020 23:40 #64815

Merilix schrieb:

Männie schrieb: In meiner fehlerhaften Logik, würde schon die Aussage "Nach der Inflation war das Universum Orangen-gross" implizieren, dass es heute nicht unendlich gross sein kann.

Ich gehe davon aus das damit die Größe des prinzipiell beobachtbaren Universums gemeint ist. Dies würde dann nur einen winzigen Teil des gesamten Universums ausmachen,


Ja, das ist die gängige Interpretation.

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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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 03:49 #65444

Männie schrieb: (3) THEMA ORANGEN-GROSSES UNIVERSUM: Die nun folgende Frage ist für mich ganz furchtbar, weil mir bewusst wird, wie wenig ich das alles verstanden habe, wo sich doch der Josef so viel Mühe gegeben hat, es uns zu erklären:
In dem sehr schönen Beitrag wird von dem Universum als "Orangen-gross" etwa zum Zeitpunkt nach der Inflationsperiode gesprochen. Ich habe oft auch anderen Beiträgen schon ähnliches gehört, wie "als das Universum so gross wie ein Atomkern war...". Nun weiss ich aber auch wiederum aus wieder anderen Beiträgen, dass Wissenschaftler davon ausgehen, dass unser derzeitiges Universum höchwahrscheinlich unendlich gross ist.


Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Universum zu beschreiben, je nach gewähltem Koordinatensystem. In der Praxis sviw nur zwei:

(1) Ein "normales" Koordinatensystem, wie wir es auch im Alltag benutzen, oder bei der Beschreibung des Sonnensystems o.ä., nur eben "extrapoliert" auf das ganze Universum. Dann beginnt der Urknall an einem Punkt, dehnt sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt stets eine Kugel mit einem durch die Ausdehnung definierten Durchmesser ist.

(2) Das von Astronomen benutzte Bild, bei dem das Universum unendlich groß ist.

Das erste Bild wird oft als "falsch" bezeichnet, aber lässt sich mittels einer Koordinatentransformation in das andere Bild überführen. Für eine streng lineare Expansion (ohne Inflation und beschleunigte Expansion) könnte ich auch die entsprechende Transformation angeben, bei veränderlicher Expansion übersteigt das meine mathematischen Fähigkeiten.

Das Problem bei (1) ist: Da sich alle entsprechend weit entfernten Objekte vom Beobachter entfernen, unterliegen sie der Zeitdilatation, so dass eine (nur hypothetisch denkbare) "Reise zum Rand des Universums" mit unendlicher Geschwindigkeit den Reisenden zeitlich immer näher an den Urknall führt, weil für die dort existierenden Objekte weniger Zeit seit dem Urknall vergangen ist. Der Rand des Universums ist also gewissermaßen der Urknall.

Astronomen benutzen deshalb lieber ein Koordinatensystem, bei dem "Gleichzeitigkeit" bedeutet, dass gleich viel Zeit seit dem Urknall vergangen ist. Die Koordinatentransformation, die (wenn man von (1) ausgeht) dazu notwendig ist, ändert natürlich auch die Raumkoordinaten, und das Weltall wird dadurch unendlich groß.

Außerdem ergibt sich dann, dass die Expansion anderen Gesetzen unterliegt als andere Geschwindigkeiten, sie wird zur Expansion des Raumes und kann (zwischen entsprechenden Objekten) größer als die Lichtgeschwindigkeit werden, was "normale" Geschwindigkeiten natürlich nicht können. Ich belasse es bei dieser Andeutung, denn vermutlich weißt du das schon.

Das "orangengroß" ergibt nur Sinn im Modell (1). Das ist so, wie ich das beschrieben habe, zunächst mal für einen bestimmten Beobachter so, aber wegen relativistischer Effekte (hierzu reicht die SRT) gilt das für jeden Beobachter. Schließlich ist "Gleichzeitigkeit" auch relativ zum Bewegungszustand eines Beobachters. Und für Beobachter in Zeitpunkten, die gleichzeitig im Modell (2) sind, ergibt sich in Modell (1) der gleiche Radius.

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Letzte Änderung: von helmut-wk. Begründung: Tippfehler, Fomulierung verbessert ... (Notfallmeldung) an den Administrator

Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 04:27 #65445

Der "nächste" Punkt:

Männie schrieb: (2) An dieser Stelle eine damit verknüpfte Frage: Ich habe generelle Denkprobleme wenn es um die Dunkle Energie Hypothese geht und brauche eure Hilfe. Wenn wir einmal von anderen Hinweisen zur Dunklen Energie absehen, warum muss denn generell aus der Beobachtung einer über den linearen Zusammenhang hinausgehenden Rotverschiebung weit entfernter Objekte eine beschleunigte Ausdehnung des Universums folgen?


Es ist kontraintuitiv, aber es ist so: Genau das folgt daraus.Das Szenario, das du beschreibst, würde zur gegenteiligen Bobachtung führen: eine mit der Entfernung weniger als linear zunehmende Rotverschiebung.

Zeichne mal auf Papier die Bahn von Objekten bei beschleunigter Expansion, und dann eine Linie, die Licht darstellt, das (mit LIchtgeschwindigkeit) auf die Erde zurast. Am besten mit einem Maßstab, bei dem du was wehen kannst (ich empfehle: Lichtgeschwindigkeit in der Winkelhalbierenden (45°) zwischen Raum- und Zeitkoordinate).
Und dann schau dir an, welche Geschwindigkeiten bei welchen Abstand von der Erde aus zu sehen sind ...

Du musst natürlich darauf achten, dass die Bahnen auch eine überall gleichmäßige Expansion zeigen, also ein Objekt A, dass beim Zeitpunkt t1 doppelt so weit weg ist wie ein Objekt B, muss auch in t2 die doppelte Entfernung wie B haben.

Hoffe das hilft ;)

EDIT: Ach, es waren nur drei Punkte, und zum "dritten" (bei dir: dem ersten) ist hier von Anderen schon genug gesagt ...

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 09:46 #65456

helmut-wk schrieb: (1) Ein "normales" Koordinatensystem, wie wir es auch im Alltag benutzen, oder bei der Beschreibung des Sonnensystems o.ä., nur eben "extrapoliert" auf das ganze Universum. Dann beginnt der Urknall an einem Punkt, dehnt sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt stets eine Kugel mit einem durch die Ausdehnung definierten Durchmesser ist.


Das ist so nicht korrket oder zumindest missverständlich. Das Universum ist nicht explodiert, diesen Begriff würde ich daher konsequent meiden. Es dehnt sich einfach aus, in der Anfangsphase ggf. mit Überlichtgeschwindigkeit (Inflation). Das Universum hat auch in diesem Bild keinen Durchmesser und damit auch keinen Rand, sondern es wäre die Oberfläche der Kugel. Allerdings natürlich nicht die zweidimensionale Oberfläche [Edit: vorher stand da nulldimensional, aua...] einer dreidimensionalen Kugel, sondern die dreidimensionale Oberfläche einer fünfdimensionalen Hyperkugel. [Edit: Wobei ich mir jetzt gar nicht mehr sicher bin, ob man die Zeitdimension dazu nehmen darf? Sonst halt 4D-Hyperkugel...]

helmut-wk schrieb: (2) Das von Astronomen benutzte Bild, bei dem das Universum unendlich groß ist.

Das erste Bild wird oft als "falsch" bezeichnet, aber lässt sich mittels einer Koordinatentransformation in das andere Bild überführen. Für eine streng lineare Expansion (ohne Inflation und beschleunigte Expansion) könnte ich auch die entsprechende Transformation angeben, bei veränderlicher Expansion übersteigt das meine mathematischen Fähigkeiten.


Auch bei Astronomen ist umstritten, ob das Universum unendlich groß ist. Das Standardmodell der Kosmolgie geht allerdings davon aus, da ein isotroper euklidischer Raum sonst nicht möglich wäre (auf der Oberfläche eines Hypertorus wäre die Geometrie bspw. euklidisch, die Hintergrundstrahlung könnte aber nicht isotrop sein).

Die beiden Bilder sind keine Koordinateneffekte. Einmal ist das Universum endlich und in sich gekrümmt, einmal unendlich und nicht gekrümmt. Das sind physikalisch vollkommen unterschiedliche Eigenschaften, die nicht einfach durch einen Koordinatentransformation ineinander überführt werden können. Wie sollten diese Transformationen denn aus deiner Sicht aussehen?

helmut-wk schrieb: Das Problem bei (1) ist: Da sich alle entsprechend weit entfernten Objekte vom Beobachter entfernen, unterliegen sie der Zeitdilatation, so dass eine (nur hypothetisch denkbare) "Reise zum Rand des Universums" mit unendlicher Geschwindigkeit den Reisenden zeitlich immer näher an den Urknall führt, weil für die dort existierenden Objekte weniger Zeit seit dem Urknall vergangen ist. Der Rand des Universums ist also gewissermaßen der Urknall.


Es gibt keinen Mittelpunkt, und darüber hinaus sind alle Punkte im Universum gleichberechtigt. Wenn du von A nach B reist, dann ändert sich nichts. Du sieht noch immer die kosmische Hintergrundstrahlung (ggf. mit leicht anderen Anisotropien) und diese ist gleich weit von dir entfernt. Du kannst sie (sozusagen den Urknall) also nie erreichen. Das ist auch logisch, denn der Urknall war überall. D.h. do bist schon dort, dafür musst du nicht mal reisen.

helmut-wk schrieb: Astronomen benutzen deshalb lieber ein Koordinatensystem, bei dem "Gleichzeitigkeit" bedeutet, dass gleich viel Zeit seit dem Urknall vergangen ist. Die Koordinatentransformation, die (wenn man von (1) ausgeht) dazu notwendig ist, ändert natürlich auch die Raumkoordinaten, und das Weltall wird dadurch unendlich groß.


Neeeee, s. oben... Du wirst eine solche "absolute" Gleichzeitigkeit auch kaum finden... Das ist schon bei zwei Bezugssystemen schwer genug...

helmut-wk schrieb: Das "orangengroß" ergibt nur Sinn im Modell (1). Das ist so, wie ich das beschrieben habe, zunächst mal für einen bestimmten Beobachter so, aber wegen relativistischer Effekte (hierzu reicht die SRT) gilt das für jeden Beobachter. Schließlich ist "Gleichzeitigkeit" auch relativ zum Bewegungszustand eines Beobachters. Und für Beobachter in Zeitpunkten, die gleichzeitig im Modell (2) sind, ergibt sich in Modell (1) der gleiche Radius.


Neeeee, s. ebenfalls oben... Das hat nichts mit relativistischen Effekten zu tun. Einmal war die Hyperkogel (Hypertorus, ...), die ja ein endliches Volumen hat (genauer ihre Oberfläche, also unser dreidimensionaler Raum), entsprechend klein. Das andere Mal war es der Bereich des beobachtabren Universums, das sich natürlich von jedem Punkt aus ändert. Siehe auch hier:

urknall-weltall-leben.de/forum/aktuell/t....html?start=30#65448

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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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 11:11 #65465

Arrakai schrieb:

helmut-wk schrieb: (1) Ein "normales" Koordinatensystem, wie wir es auch im Alltag benutzen, oder bei der Beschreibung des Sonnensystems o.ä., nur eben "extrapoliert" auf das ganze Universum. Dann beginnt der Urknall an einem Punkt, dehnt sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt stets eine Kugel mit einem durch die Ausdehnung definierten Durchmesser ist.


Das ist so nicht korrket oder zumindest missverständlich.

Das Missverständnis liegt bei dir. Ich gehe sozusagen bei (1) von einem flachen (!) Universum aus, das sich wie von mir beschrieben ausdehnt. D.h. die einzelnen Objekte fliegen mit konstanter Geschwindigkeit v<c vom Mittelpunkt weg, und mit v=c hast du den Rand des Universums.

Relativistische Effekte der SRT berücksichtigt, eine geeignete (quasi sich daraus ergebende) Koordinatentransformation ausgeführt, und ich erhalte das unendliche flache Universum, mit dem die Astronomen arbeiten. Also ist (1) nicht falsch, sondern nur eine andere Darstellung des flachen unendlichen Universums, die insofern "intuitiver" ist, als ein Koordinatensystem benutzt wird, wie es im kleinerem Maßstab sinnvoll ist.

Was du meinst, wär ein Universum mit positiver (sphärischer) Krümmung, das kann man als dreidimensionale Oberfläche einer vierdimensionalem Hyperkugel bezeichnen, und mit der Zeit als 5 Dimension haben wir dann ein 5-dimensionales Gebilde.Das jetzt nach Darstellung (1) zu beschreiben wird kompliziert, und wohl auch paradox.
Arrakai schrieb: Auch bei Astronomen ist umstritten, ob das Universum unendlich groß ist.

Das hat mit dem, was ich schrieb, aber überhaupt nichts zu tun. Endlichkeit wegen Raumkrümmung und die von mir genannte Endlichkeit in Darstellung (1) sind zwei verschiedene Dinge.
Arrakai schrieb: Es gibt keinen Mittelpunkt, und darüber hinaus sind alle Punkte im Universum gleichberechtigt.

Stimmt. Der Mittelpunkt in Modell (1) ist, wenn du so willst, ein Artefakt des Koordinatensystems. Wenn du von A nach B reist, ändert sich die Geschwindigkeit, mit der sich Objekte vom Ursprung wegbewegen, und wenn du nun die Lorentz-Transformation anwendest, um die Fluchtgeschwindigkeit in B als Null zu definieren, ändern sich damit natürlich auch die Raumkoordinaten, und jetzt ist B im Mittelpunkt, es ergibt sich das selbe Bild wie in A. Also ist das Universum isotrop.

EDIT: Das geht im Übrigen auch aus meinem letzten Absatz im obigen Beitrag hervor.

Wenn du Modell (2) graphisch darstellst, hast du auch einen "Mittelpunkt": Du hast Objekte, die sich vom gemeinsamen Ursprung entfernen (weil sich der Raum zwischen ihnen ausdehnt), und zwischen denen, die (bei senkrechter Zeitachse) in der Grafik nach rechts gehen, und denen, die nach links gehen, gibt es dann eben eins, dass immer an der gleichen Stelle bleibt, im Mittelpunkt eben. Ist natürlich genauso ein Artefakt des Koordinatensystems (in der entsprechenden Grafik), und ändert nix daran, dass auch (2) natürlich isotrop ist und damit alle Punkte gleichberechtigt sind.
Arrakai schrieb: Das ist auch logisch, denn der Urknall war überall.

Nur ist in (1) der raumzeitliche Abstand zum Urknall am Rand des Universums gleich Null. Das meinte ich, als ich sagte, dass er "gewissermaßen" (mit Gänsefüßchen!) am Rand des Universums (1) stattfindet (jetzt, nicht in der Vergangenheit).
Arrakai schrieb: Neeeee, s. oben... Du wirst eine solche "absolute" Gleichzeitigkeit auch kaum finden... Das ist schon bei zwei Bezugssystemen schwer genug...

Unterschiede in der Gleichzeitigkeit, die sich daraus ergeben, dass sich ein Objekt nicht mit der "normalen Fluchtgeschwindigkeit" bewegt (bzw. im Standardmodell: dass der wachsende Abstand allein auf der Raumausdehnung beruht und nicht auf einer zusätzliche Relativgeschwindigkeit zwischen beiden), habe ich außen vorgelassen. Objekte ohne "zusätzliche" Relativbewegung haben im Standardmodell eine identische Gleichzeitigkeit - in (1) nicht.

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Letzte Änderung: von helmut-wk. Begründung: Zitat falsch formatiert ... (Notfallmeldung) an den Administrator

Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 15:58 #65471

helmut-wk schrieb:

Arrakai schrieb:

helmut-wk schrieb: (1) Ein "normales" Koordinatensystem, wie wir es auch im Alltag benutzen, oder bei der Beschreibung des Sonnensystems o.ä., nur eben "extrapoliert" auf das ganze Universum. Dann beginnt der Urknall an einem Punkt, dehnt sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt stets eine Kugel mit einem durch die Ausdehnung definierten Durchmesser ist.


Das ist so nicht korrket oder zumindest missverständlich.

Das Missverständnis liegt bei dir. Ich gehe sozusagen bei (1) von einem flachen (!) Universum aus, das sich wie von mir beschrieben ausdehnt. D.h. die einzelnen Objekte fliegen mit konstanter Geschwindigkeit v<c vom Mittelpunkt weg, und mit v=c hast du den Rand des Universums.


Solltest du Paper oder Artikel haben, in denen das Universum so beschrieben wird, dann würde mich das tatsächlich sehr interessieren. Meine Einschätzung: Das ist dann nicht missverständlich, sondern einfach falsch. Aus den von mir bereits genannten Gründen.

helmut-wk schrieb: Relativistische Effekte der SRT berücksichtigt, eine geeignete (quasi sich daraus ergebende) Koordinatentransformation ausgeführt, und ich erhalte das unendliche flache Universum, mit dem die Astronomen arbeiten. Also ist (1) nicht falsch, sondern nur eine andere Darstellung des flachen unendlichen Universums, die insofern "intuitiver" ist, als ein Koordinatensystem benutzt wird, wie es im kleinerem Maßstab sinnvoll ist.


Diese relativistischen Effekte und insbesondere die Koordinatentransformation würden mich interessieren.

helmut-wk schrieb: Was du meinst, wär ein Universum mit positiver (sphärischer) Krümmung, das kann man als dreidimensionale Oberfläche einer vierdimensionalem Hyperkugel bezeichnen, und mit der Zeit als 5 Dimension haben wir dann ein 5-dimensionales Gebilde.Das jetzt nach Darstellung (1) zu beschreiben wird kompliziert, und wohl auch paradox.


Ja, genau so hatte ich dich verstanden. Da die andere Variante m.E. so nicht sinnvoll/möglich ist, hatte ich an so etwas auch nicht gedacht.

helmut-wk schrieb:

Arrakai schrieb: Es gibt keinen Mittelpunkt, und darüber hinaus sind alle Punkte im Universum gleichberechtigt.

Stimmt. Der Mittelpunkt in Modell (1) ist, wenn du so willst, ein Artefakt des Koordinatensystems. Wenn du von A nach B reist, ändert sich die Geschwindigkeit, mit der sich Objekte vom Ursprung wegbewegen, und wenn du nun die Lorentz-Transformation anwendest, um die Fluchtgeschwindigkeit in B als Null zu definieren, ändern sich damit natürlich auch die Raumkoordinaten, und jetzt ist B im Mittelpunkt, es ergibt sich das selbe Bild wie in A. Also ist das Universum isotrop.


Es gibt ja gar keinen Ursprung, von dem sich etwas wegbewegt. Also klar, du kannst dein Koordinatensystem beliebig wählen und sagen, von dort bewegt sich alles weg. Das gilt wegen der Expansion überall. Aber das ist kein Ursprung, auf den man eine Lorentztransformation anwenden kann, das ist einfach ein beliebiger Punkt.

Anders gesagt: Du kannst B immer als ruhend und als Nullpunkt deines Koordinatensystems defnieren, daran ist nichts Besonderes. Das bringt dich aber nicht weiter und führt erst recht nifht zu Modell (1)...

helmut-wk schrieb: Wenn du Modell (2) graphisch darstellst, hast du auch einen "Mittelpunkt": Du hast Objekte, die sich vom gemeinsamen Ursprung entfernen (weil sich der Raum zwischen ihnen ausdehnt), und zwischen denen, die (bei senkrechter Zeitachse) in der Grafik nach rechts gehen, und denen, die nach links gehen, gibt es dann eben eins, dass immer an der gleichen Stelle bleibt, im Mittelpunkt eben. Ist natürlich genauso ein Artefakt des Koordinatensystems (in der entsprechenden Grafik), und ändert nix daran, dass auch (2) natürlich isotrop ist und damit alle Punkte gleichberechtigt sind.


Wie gesagt, das mit der beliebigen Wahl des Koordinatensystems ist immer so, s. oben.

helmut-wk schrieb:

Arrakai schrieb: Das ist auch logisch, denn der Urknall war überall.

Nur ist in (1) der raumzeitliche Abstand zum Urknall am Rand des Universums gleich Null. Das meinte ich, als ich sagte, dass er "gewissermaßen" (mit Gänsefüßchen!) am Rand des Universums (1) stattfindet (jetzt, nicht in der Vergangenheit).


Du denkst ggf. an die Hintergrundstrahlung? Klar, je weiter weg, desto weiter in der Vergangenheit, bis fast zum Urknall. Aber das ist nicht der Rand des Universums, das ist einfach der Blick in die Vergangenheit. Da der Urknall überall war, siehst du auch überall Hintergrundstrahlung.

helmut-wk schrieb: Objekte ohne "zusätzliche" Relativbewegung haben im Standardmodell eine identische Gleichzeitigkeit - in (1) nicht.


Das hat jetzt erst mal nichts mit dem Standardmodell zu tun. Aber ja, da die Bewegung des Raumes an sich keine relativistischen Effekte auslöst, entsteht dadurch auch erstmal keine kinematische Zeitdilatation. Das ist aber immer so, in jedem denkbaren Modell. (Unabhängig davon gibt es natürlich keine Objekte ohne "zusätzliche" Relativbewegung.)

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 17:34 #65478

helmut-wk schrieb: (2) Das von Astronomen benutzte Bild, bei dem das Universum unendlich groß ist.

Kleine Anmerkung:
Vieleicht ist es besser von "beliebig groß" zu sprechen.
Nach meinem Verständnis kümmert sich das Modell garnicht so sehr um "Unendlich" sondern nur darum das es groß genug ist das das beobachtbare Universum mit uns als Mittelpunkt da reinpasst und als Flach im Rahmen der Meßgenauigkeit erscheint.

helmut-wk schrieb: Das "orangengroß" ergibt nur Sinn im Modell (1)

Das ergibt auch im Modell(2) einen Sinne wenn man "groß" auf das beobachtbare Universum beschränkt.
Ich denke es reicht wenn man das Universum innerhalb dieser Grenzen beschreibt und annimmt das es dahinter genauso weitergeht.
...

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 19:47 #65485

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 21:44 #65489

@Nickname42
Du scheinst auf jede Frage die Antwort (42) gefunden zu haben, aber nicht den Link zu unserer Netiquette . Den solltest du durchlesen.
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Ergänzung:
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- Zweite Warnung: hier .

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 19 02. 2020 23:43 #65496

helmut-wk schrieb: Dann beginnt der Urknall an einem Punkt, dehnt sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt stets eine Kugel mit einem durch die Ausdehnung definierten Durchmesser ist.

Wie Arrakai schon mehrfach sagte:
Wenn das Universum gekrümmt ist, dann ist es eine Sphäre 3, das ist die Hülle einer 4D-Kugel. Dieses Gebilde ist genausowenig kugelförmig, wie die Erdoberfläche nicht kreisförmig ist.
Der Punkt des Urknalls liegt dann nicht in dieser Sphäre sondern nur in der Vergangenheit, und ist von jedem Punkt des Universums gleich weit entfernt.
Das beobachtbare Universum bildet dann eine Kleinkugel, genauso wie man von einem Punkt der Erde aus einen Kleinkreis (zB vom Nordpol aus die Fläche bis zu einem Breitenkreis) sehen kann.
Und wie man an der Analogie unschwer erkennt, ergibt sich dann auch die Krümmung des Raumes ganz von alleine.
Folgende Benutzer bedankten sich: Merilix, Arrakai

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 20 02. 2020 00:42 #65500

"Kleinkugel" ist gut. Den Begriff hatte ich so noch nicht gehört aber der passt.

Der Beobachtungshorizont auf einer Kugel wie die Erde ist ein Kleinkreis,
Unser Beobachtungshorizont im Universum ist eine Kleinkugel.
Schön ;)

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 20 02. 2020 05:05 #65503

Arrakai schrieb:

helmut-wk schrieb: Das Missverständnis liegt bei dir. Ich gehe sozusagen bei (1) von einem flachen (!) Universum aus, das sich wie von mir beschrieben ausdehnt. D.h. die einzelnen Objekte fliegen mit konstanter Geschwindigkeit v<c vom Mittelpunkt weg, und mit v=c hast du den Rand des Universums.


Solltest du Paper oder Artikel haben, in denen das Universum so beschrieben wird, dann würde mich das tatsächlich sehr interessieren. Meine Einschätzung: Das ist dann nicht missverständlich, sondern einfach falsch. Aus den von mir bereits genannten Gründen.

Ich habe nicht direkt ein Paper, aber ich habe eine Anregung aus einem Paper, das sich mit Missverständnissen in Zusammenhang mit der Expansion des Universums beschäftigt:
Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver: Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the universe

Time can be defined differently, for example to make the SR Doppler shift formula (Eq. 2) correctly calculate recession velocities from observed redshifts (Page, 1993)

(S.17)
Jetzt wo ich das Zitat rausgesucht habe, merke ich, dass da eine Quellenangabe ist, die allerdings im Literaturverzeichnis "Page, D. N. 1993, unpublished" lautet, immerhin mit einem Link: https://arxiv.org/abs/gr-qc/9303008 . Hab ich mir allerdings noch nicht angeschaut.

Als ich das las, hab ich mich an Gedanken erinnert, die ich mir viel früher mal über "expandierendes Universum" gemacht habe, und die von mir genannte Koordinatentransformation gefunden (vermutlich die gleiche wie Page, aber den habe ich ja nicht gelesen).

Und noch mal: (1) und (2) beschreiben das gleiche Universum, wenn (1) falsch ist, ist auch (2), also das Standardmodell falsch. Allerdings ist (1) insofern weniger geeignet, als das Weltall damit nicht mehr homogen ist: Da man sich mit dem Rand auch dem Urknall nähert, steigt dort die Dichte an, was durch die relativistische Längenkontraktion noch gesteigert wird.

Du kannst nicht (1) danach messen, ob auch Aussagen gelten, die in (2) gelten. Was in (1) relativistidche Effekte sind, ist in (2) die Raumausdehnung, sozusagen.
Arrakai schrieb:

helmut-wk schrieb: Relativistische Effekte der SRT berücksichtigt, eine geeignete (quasi sich daraus ergebende) Koordinatentransformation ausgeführt, und ich erhalte das unendliche flache Universum, mit dem die Astronomen arbeiten. Also ist (1) nicht falsch, sondern nur eine andere Darstellung des flachen unendlichen Universums, die insofern "intuitiver" ist, als ein Koordinatensystem benutzt wird, wie es im kleinerem Maßstab sinnvoll ist.

Diese relativistischen Effekte und insbesondere die Koordinatentransformation würden mich interessieren.


Einen habe ich schon genannt: Wegen Zeitdilatation ist für die Objekte umso weniger Zeit nach dem Urknall vergangen, je näher sie dem Rand des Universums sind. Umgekehrt ergibt sich, dass die (gekrümmte) Fläche, in der für alle Objekte gleich viel Zeit vergangen ist, wenn sie diese diese Fläche "durchstoßen", unbegrenzt ist (also bei einem flachen Universum unendlich). Ich habe auch erwähnt, dass wegen unterschiedlicher Gleichzeitigkeit jedes Objekt als "stillstehender Mittelpunkt" gewählt werden kann.

Ausgangspunkt der Koordinatentransformation ist das Additionstheorem der Geschwindigkeiten
(v1 (+) v2 := (v1+v2)/(1+v1*v2)
bzw. die damit zusammenhängende Definition: ω=c*artanh(v/c), was die Umrechnung von Fluchtgeschwindigkeit in (1) in Raumausdehnung in (2) ist, denn wenn ein Objekt A, dass sich mit v von uns fortbewegt (bzw. in dessen Koordinatensystem bewegen wir uns mit -v von ihm fort), wird zu einem Objekt B, dass sich (in den Koordinaten von B) mit v fortbewegt, die gleiche Entfernung messen wie zu uns.

Wir haben also eine Umrechnung der Geschwindigkeit ("reale" Fluchtgeschwindigkeit in (1), Raumausdehnung in (2) ), mit der Zeitdilatation auch eine Umrechnung für Zeitkoordinaten, und per x=v*t bzw. x'=ω*t kann ich dann auch die transformierte Koordinate x' für jeden Raumzeitpunkt (x,t) in (1) angeben (das Apostroph soll also nicht eine Ableitung bezeichnen).
Die Transformation von (x,t) in (x',t') sieht dann so aus:
t' = t*√(1-v²/c²) = t'*√(1-x²/(t²*c²))
x' = c*t*√(1-x²/(t²*c²))*atanh(x/(t*c))

Eine weitere Analyse ergibt: Die relativistischen Effekte, die in (1) mit der Fluchtbewegung verknüpft sind, verschwinden, nicht nur die Zeiutdilatation, die ja schon per Definition herausgerechnet wurde: Die "Fluchtgeschwindigkeit" bzw. Raumausdehnung kann größer als die Lichtgeschwindigkeit sein, "normale" Geschwindigkeiten" addieren sich zu ihr direkt (kein Additionstheorem der SRT) und so weiter. Kurz: Ich bin im Standardmodell angekommen.
Arrakai schrieb: Es gibt ja gar keinen Ursprung, von dem sich etwas wegbewegt.

In (1) schon. Du hast einen Ursprung, von dem sich dann das Universum ausdehnt, mit einem "Lichtkegel" als Außengrenze. Beliebig ist, welches Objekt du nun als stillstehend und somit "Mittelpunkt" wählst (Relativität der Geschwindigkeiten in SRT).

Aber diese Bemerkungen habe bzw. hatte ich nur gemacht, weil du meintest, mein Weltall (1) hätte einen festen, ausgezeichneten Mittelpunkt, und somit nicht alle Punkte gleichwertig.
Arrakai schrieb:

helmut-wk schrieb: Objekte ohne "zusätzliche" Relativbewegung haben im Standardmodell eine identische Gleichzeitigkeit - in (1) nicht.


Das hat jetzt erst mal nichts mit dem Standardmodell zu tun.

Doch, denn In (1) ist ja die Fluchtbewegung mit relativistischen Effekten verknüpft, also auch mit unterschiedlicher Gleichzeitigkeit. Deswegen musste ja in (1) auch beim Umrechnen der Koordinaten von A nach B die Lorentztransformation angewandt werden, in (2) dagegen natürlich nicht.

Der einzige Nachteil, den meine Transformation hat: Sie gilt für ein Universum mit streng gleichförmiger Expansion. Eine entsprechende Transformation für ein beschleunigt expandierendes Universum wär wünschenswert, würde aber, wie gesagt, meine mathematischen Fähigkeiten übersteigen.

Und jetzt schaue ich mir das Paper von Page an, mal sehen, ob der auch eine allgemeine Lösung für nicht konstante Expansion bietet.

EDIT: Habe jetzt Page überflogen: der bietet keine Koordinatenumrechnung an, auch wenn sich seine Gedanken mit meinen berühren. Möglicherweise habe ich ihn, als ich die Umrechnung entwickelte, auch gelesen. Aber die ultimative Quelle für diese Idee waren schon Gedanken, die ich einst als Teenager anstellte.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 20 02. 2020 15:04 #65516

helmut-wk schrieb: Und noch mal: (1) und (2) beschreiben das gleiche Universum, wenn (1) falsch ist, ist auch (2), also das Standardmodell falsch. Allerdings ist (1) insofern weniger geeignet, als das Weltall damit nicht mehr homogen ist: Da man sich mit dem Rand auch dem Urknall nähert, steigt dort die Dichte an, was durch die relativistische Längenkontraktion noch gesteigert wird.

Ich habe beides noch nicht gelesen, aber Du kannst Dich darauf verlassen, dass beide nicht von einem Rand des Universums ausgehen, sondern nur von dem Rand des sichtbaren Universums:
Davis-Lineweaver Seite 22 "at the theoretical edge of the visible Universe"
und damit ist nicht der theoretisch sichtbare Rand des Universums gemeint.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 00:06 #65543

ra-raisch schrieb:

helmut-wk schrieb: Und noch mal: (1) und (2) beschreiben das gleiche Universum, wenn (1) falsch ist, ist auch (2), also das Standardmodell falsch.

Also bevor das zum Missveständnis wird>: (1) und (2) sind die beiden Bilder des Universums, die ich am Anfang genannt habe . Nicht die Links, die sich später reinstellte.
ra-raisch schrieb: Ich habe beides noch nicht gelesen, aber Du kannst Dich darauf verlassen, dass beide nicht von einem Rand des Universums ausgehen, sondern nur von dem Rand des sichtbaren Universums:

Das Paper über "Misconceptions" geht natürlich nicht von einem Rand aus, ist aber grundsätzlich lesenswert, auch weil es z.B. Begriffe wie "sichtbarer Rand des Universums" präzisiert.

Das abstract von Page:

The apparent superluminal growth in the size of a sufficiently large part of
the universe can be ascribed to the special relativistic effect of time dilation.


Es gibt also, wenn die Effekte der SRT benutzt werden, keine Objekte, die sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit voneinander entfernen.

Und noch einmal: Es geht nicht um einen Modellunterschied, der irgendeine physikalische Realität beinhaltet, anhand derer man sich der zwischen beiden Modellen entscheiden könnte, es geht um zwei Beschreibungen des gleichen Modells. So wie eine Zylinderprojektion, in der der Nordpol unendlich weit vom Äquator entfernt ist (Mercator) die gleiche Realität abbildet wie eine, bei der er einen endliche Abstand zum Äquator hat (Peters). Jetzt bitte den Vergleich nicht zu weit treiben, ich wüsste jetzt nicht, was in der Astronomie der Kugeloberfläche der Erde in diesem Bild entsprechen würde ...

Allerdings klingt Page teilweise schon so, als ob er sagen will, dass Modell (1) irgendwie "richtiger" ist ...

Ach ja: wenn er so was wie "the spatially flat model (1)" schreibt, bezieht sich (1) auf seine Formel (1), und gemeint ist das, was ich auch "Beschreibung (2)" nenne, also das Standardmodell.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 00:22 #65544

helmut-wk schrieb: Das abstract von Page:

The apparent superluminal growth in the size of a sufficiently large part of
the universe can be ascribed to the special relativistic effect of time dilation.


Es gibt also, wenn die Effekte der SRT benutzt werden, keine Objekte, die sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit voneinander entfernen.

Das Paper von Page habe ich jetzt gelesen, bzw eher überflogen.
Er schreibt, dass es auf den Standpunkt bzw das Bezugssystem ankommt, ob Überlichtgeschwindigkeit mögich ist:

dD/dT = v < c
dD/dt = u = γ·v < γ·c > c möglich

Genau habe ich nicht verstanden, von welchem Bezugssystem er bei der Zeit T spricht:
"time T measured by observers moving orthogonally to the joining geodesic".
Ich denke, es ist die Zeit im System der Expansion.
ds/dτ=u=γ·v ist eigentlich die Eigengeschwindigkeit (proper velocity) in der SRT nach der Eigenzeit des beobachteten Objektes.

Bei der Zeit t ist zB unsere Zeit als Beobachter gemeint.
"proper time t of the worldlines themselves"

Die Diskrepanzen ergeben sich wohl auch daraus, dass in der Kosmologie nicht die Ebene der Gleichzeitigkeit wie sonst in der SRT sondern der Gleichaltrigkeit betrachtet bzw berechnet wird. Beides unterscheidet sich ja wieder von dem, was optisch sichtbar wird. Ich muss dazu ein Loedel Diagramm erstellen, hatte ich ja schon länger vor.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 06:29 #65550

ra-raisch schrieb: Das Paper von Page habe ich jetzt gelesen, bzw eher überflogen.
Er schreibt, dass es auf den Standpunkt bzw das Bezugssystem ankommt, ob Überlichtgeschwindigkeit mögich ist:

dD/dT = v < c
dD/dt = u = γ·v < γ·c > c möglich

Genau habe ich nicht verstanden, von welchem Bezugssystem er bei der Zeit T spricht:

Von einem System. in dem Gleichzeitigkeit global genauso wie lokal definiert ist.

Fangen wir mit dem "normalen" Bild (2) an, hier ne Grafik, in der Gleichzeitigkeit in der Standardbescheibung blau und "lokale" Gleichzeitigkeit für das entsprechende Bezugsobjekt schwarz eingezeichnet sind:
https://forum.astronomie.de/attachments/ar-basis-png.43904/
Wobei immer noch das gilt, was ich ganz am Anfang sagte: Damit die Sache mathematisch beherrschbar ist, gehe ich von einer streng gleichmäßigen Expansion aus, das ist also eine bewusste Abweichung aus praktischen Gründen.
Und hier das gleiche in Beschreibung (1), gleiche Farben sind die gleichen (transformierten) Linien:
https://forum.astronomie.de/attachments/sr-basis-png.43903/
Die rote Linie im vorigen Bild ist jetzt die Grenze des Universums..
ra-raisch schrieb: Die Diskrepanzen ergeben sich wohl auch daraus, dass in der Kosmologie nicht die Ebene der Gleichzeitigkeit wie sonst in der SRT sondern der Gleichaltrigkeit betrachtet bzw berechnet wird. Beides unterscheidet sich ja wieder von dem, was optisch sichtbar wird. Ich muss dazu ein Loedel Diagramm erstellen, hatte ich ja schon länger vor.

Genau, es geht um den Unterschied "zwischen SRT und Kosmologie", um deine Begrifflichkeit aufzugreifen.

"Loedel"-Diagramm, den Ausdruck kannte ich noch nicht (laut Wiki ist Minkowski-Diagramm häufiger). Das zweite Bild ist eins, in dem der Kosmos auf die "absolute Zukunft" (vom Urknall aus gesehen) beschränkt ist.

EDIT: Offensichtlich benötige ich Hilfe, was das Einfügen von Bildern angeht ...

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 08:23 #65553

@helmut-wk

Ich habe das Paper noch nicht gelesen und auch die letzten Beiträge nur überflogen. Aber selbst, wenn das alles passen sollte: Wie kommst du auf die Idee zu behaupten, dieses Modell sei "in der Praxis" relevant (#65444)?

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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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 08:48 #65554

Arrakai schrieb: @helmut-wk

Ich habe das Paper noch nicht gelesen und auch die letzten Beiträge nur überflogen. Aber selbst, wenn das alles passen sollte: Wie kommst du auf die Idee zu behaupten, dieses Modell sei "in der Praxis" relevant (#65444)?

Äh, das ist ne unglückliche Formulierung.

In erster Linie ging es darum, das andere Darstellungsweisen wohl alle "abgedreht" sind. Außerdem dachte ich bei dem Verfassen jenes Beitrags noch, dass diese Betrachtungsweise hinter der Aussage vom "orangengroßen" Universum steckt. Das wär also eine praktische Anwendung. Nur inzwischen wurde dieser Irrtum ja schon von Anderen korrigiert.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 21 02. 2020 14:20 #65562

helmut-wk schrieb: EDIT: Offensichtlich benötige ich Hilfe, was das Einfügen von Bildern angeht ...

Das funktioniert leider nicht mehr, bitte bei einem Hoster hochladen und dann als [ img ] einfügen...achso hast Du ja schon gemacht bzw als Link.

helmut-wk schrieb: "Loedel"-Diagramm, den Ausdruck kannte ich noch nicht (laut Wiki ist Minkowski-Diagramm häufiger).

Wiki nennt es "symmetrisches Minkowskidiagramm". Dieses hat den Vorteil, dass Zeiten und Längen für beide Beobachter in den gleichen Einheiten vorliegen und unmittelbar abgelesen werden können.

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 22 02. 2020 09:58 #65592

@Rainer [ Zum Anzeigen klicken ]

assume good faith
Folgende Benutzer bedankten sich: ra-raisch

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Fragen zum Beitrag "Alter und Inhalt des Universums" 24 02. 2020 11:53 #65681

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