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THEMA:

Expandierendes Universum 02 08. 2020 18:17 #74080

Hallo,

wenn ich das richtig verstanden habe, expandiert das Universum an seinen Außengrenzen schneller. Desto weiter entfernt, desto schneller dehnt es sich aus. Gemessen wir dies anhand der Rotverschiebung, richtig?!

Könnte es sein, dass es sich dabei um eine gravitative Rotverschiebung handelt, da das Universum beispielsweise vor 13 Milliarden Jahren viel dichter bzw. kompakter, die Gravitation des gesamten Universums dadurch viel höher war und die Zeit, relativ zu unserer Zeit langsamer ging. Das Licht, bzw. die elektromagnetische Strahlung, welche wir von diesen weit entfernten Galaxien empfangen, ist so alt, dass es aus dieser "dichten" Zeit stammt. Desto älter das Licht, desto größer die Rotverschiebung. Die schnelle Ausdehnung wäre somit keine wirklich schnellere.

Viele Grüße

Christoph

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Expandierendes Universum 02 08. 2020 18:32 #74082

Chrisschmid schrieb: Könnte es sein,

Im Prinzip schon,
aber das Hubblegesetz ist linear, die gravitative Rotverschiebung hingegen absolut nicht. Und alle Rechnungen basierend auf der Expansion gehen gut auf.
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Expandierendes Universum 02 08. 2020 19:13 #74089

Ja das Universum war dichter, aber es war schon damals homogen, also wenn du die Gesamtheit der Gravitation betrachtest für eine Rotverschiebung wird auch genausoviel Blauverschiebung dabei sein. Also das mittelt sich raus.
Nur an lokalen Inhomogenitäten wie Sternen gibt es Netto gravitative Rot- oder Blauverschiebungen.
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Expandierendes Universum 02 08. 2020 19:42 #74092

AberHatschi schrieb: Ja das Universum war dichter, aber es war schon damals homogen, also wenn du die Gesamtheit der Gravitation betrachtest für eine Rotverschiebung wird auch genausoviel Blauverschiebung dabei sein. Also das mittelt sich raus.
Nur an lokalen Inhomogenitäten wie Sternen gibt es Netto gravitative Rot- oder Blauverschiebungen.

Das ist im Prinzip schon richtig, wenn Sender und Empfänger im gleichen Zustand sind, aber es geht bei Chrisschmids Frage schon um den Vergleich von Sender und Empfänger. Denn es "mittelt" sich nichts heraus, es geht immer nur um Sender umd Empfänger.

Achja, wir können den Effekt rechnerisch eingrenzen.

Bei z=1000 haben wir also eine Dichte mit dem Faktor 109.

Das Universum hat jetzt eine Dichte von u/4 1/m³. Eine Dichte von 109 u/4 1/m³ = 4.15e-19 kg/m³, also auch nicht besonders viel, wenn wir es einmal mit der Erde vergleichen wollen, und hier haben wir eine kaum messbare Rotverschiebung, in kosmischen Größenordnungen verglichen.
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Expandierendes Universum 02 08. 2020 21:57 #74101

Vielen Dank für die Antworten!

Wenn wir Licht empfangen von Galaxien, die Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind, so sehen wir theoretisch in die Vergangenheit. Könnte es sein, dass sich das Universum damals schneller ausgebreitet hat und sich, zu den damaligen Verhältnissen, jene Galaxien relativ schneller von uns weg bewegt haben, was zu der erhöhten Rotverschiebung führt. Wir sehen sozusagen die Bewegung von uns weg im Zeitpunkt von vor zig Milliarden Jahren. Eventuell expandiert das Universum heute langsamer.

Sorry für meine laienhaften Ausführungen!

Viele Grüße

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Expandierendes Universum 02 08. 2020 22:14 #74104

Wir messen in verschiedenen Entfernungen die Ausbreitungsgeschwindigkeit (durch Rotverschiebung) und die Entfernung (durch Helligkeit von Standardkerzen), so dass wir für jeden Entfernungsbereich (im Rahmen der Messgenauigkeit) die Ausbreitungsgeschwindigkeit ermittelt haben.

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Expandierendes Universum 02 08. 2020 22:20 #74105

Rainer,
das versteht kein Mensch, wenn du da mit z = 1000 und einer Dichte hantierst, die sich offenbar nicht an z = 1000 orientiert.

Viel wichtiger wäre zu erklären, dass die Dichte zum Beginn eigentlich so hoch war, dass niemals ein Universum hätte entstehen dürfen.
Ohne das Inflationsmodell könnten wir die Entstehung des Universums gar nicht beschreiben.
Die gravitative Rotverschiebung nach der Inflation zu beschreiben, also nach der exponentiellen Ausdehnung würde vielleicht Sinn machen. Also nachdem das Universum in eine stetige Expansion überging. Oder auch erst nach der Rekombinationsphase, als die Photonen sich frei bewegen konnten.
Letzteres wäre wahrscheinlich sogar sinnvoller, denn vorher wurden die Photonen immer wieder so gepuscht, dass eine gravitative Rotverschiebung keine Rolle spielte.
Das muss aber gesagt werden, sonst versteht das doch keiner.

Ein bisschen mehr auf die Fragesteller einzugehen, wäre sehr wünschenswert und nicht einfach was hin zu hauen.

Thomas

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Expandierendes Universum 02 08. 2020 22:58 #74108

Thomas schrieb: Viel wichtiger wäre zu erklären, dass die Dichte zum Beginn eigentlich so hoch war, dass niemals ein Universum hätte entstehen dürfen.
Ohne das Inflationsmodell könnten wir die Entstehung des Universums gar nicht beschreiben.


Wieso hätte das Universum nicht entstehen dürfen? Jegliche Inflationsphase ist nach der Theorie erst ultrakurze Zeit nach dem Urknall aufgetreten (etwa 10−35 s).

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Expandierendes Universum 02 08. 2020 23:24 #74111

Naja, wenn die Dichte einen kritischen Wert überschreitet, dann ist das ein Schwarzes Loch. Und ein Schwarzes Loch bleibt ein Schwarzes Loch, wenn nicht eine Inflation für die Gegenbewegung sorgt.
Wenn es vor dem Beginn der Inflation einen Zustand gegeben hat, der das Zurückfallen in den Nullpunkt verhindert hat, dann erinnert mich das jetzt an das Wirkungsquantum, also an die Grundlagen der Quantenmechanik.
Was anderes kann ich mir nicht vorstellen.
Irgendetwas muss das Universum ja bis zum Beginn der Inflation am Leben erhalten haben.

Wenn nicht h, was dann?

Thomas

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 00:00 #74113

Thomas schrieb: Naja, wenn die Dichte einen kritischen Wert überschreitet, dann ist das ein Schwarzes Loch. Und ein Schwarzes Loch bleibt ein Schwarzes Loch, wenn nicht eine Inflation für die Gegenbewegung sorgt.


Die Bedingungen ganz am Anfang waren grundverschieden von denjenigen, die in den späteren Phasen des Universums zur Entstehung Schwarzer Löcher geführt haben. Das wäre auch ohne Inflation nicht passiert.

Siehe hier: urknall-weltall-leben.de/forum/aktuell/n...rzes-loch.html#69271

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 00:16 #74115

Arrakai,

aber was hat das Universum am Leben erhalten zwischen t = 0 und t = 10 hoch minus 34 sec?

Kannst du das so veranschaulichen, dass wir das alle verstehen?

Was passierte vor dem Beginn der Inflation?

Thomas

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 00:32 #74117

Thomas,

naja, das ist im Prinzip der erste Absatz des verlinkten Beitrags:

Der Urknall war überall, d.h. kurz nach dem Urknall divergierte die Energie/Dichte an jedem Punkt der Raumzeit gegen unendlich. Das hatte im Prinzip denselben Effekt wie eine flache Raumzeit: Da es relativ zu allen anderen Punkten der Raumzeit keine Unterschiede in der Dichte gab (und die Raumzeit datüber hinaus unbegrenzt ist), hatte die Masse keinen Grund sich weiter zusammenzuziehen und es entstand kein Ereignishorizont.

Und ohne Ereignishorizont kein Schwarzes Loch...

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 00:42 #74118

Thomas schrieb: Rainer,
das versteht kein Mensch, wenn du da mit z = 1000 und einer Dichte hantierst, die sich offenbar nicht an z = 1000 orientiert.

Ich dachte, dass das allgemein bekannt ist, die Dichte von Materie verhält sich wie (z+1)³, also ungefähr 1001³≈109, und die Dichte der Strahlung wie (z+1)⁴, die für z=1000 in etwa die damalige Baryonendichte erreicht, also immer noch weit weniger als die damalige Massendichte.

z=1089,92 ist die Rekombinationsphase, als sich Wasserstoffatome bildeten und die CMBR frei wurde, falls das auch nicht allgemein präsent ist. Weiter zurück können wir sowieso nicht blicken.

Thomas schrieb: Viel wichtiger wäre zu erklären, dass die Dichte zum Beginn eigentlich so hoch war, dass niemals ein Universum hätte entstehen dürfen.

Mag sein, aber danach hatte keiner der Vorredner gefragt.
Die Frage der Entstehung des Universums kann sowieso nicht beantwortet werden, Massendichte hin oder her. Und auch die anfängliche Expansion kann nicht erklärt werden.
Es wird lediglich angenommen, dass sich in der Inflationsphase nicht nur der Raum vermehrt hat sondern ähnlich auch der Energieinhalt. Das Universum war dann also nicht von Anfang an so energiereich. Dichte und Temperatur hätten sich dabei kaum verändert.

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 11:36 #74134

Thomas schrieb: Naja, wenn die Dichte einen kritischen Wert überschreitet, dann ist das ein Schwarzes Loch. Und ein Schwarzes Loch bleibt ein Schwarzes Loch, wenn nicht eine Inflation für die Gegenbewegung sorgt.


Ich könnte mir drei Dinge vorstellen:
- Zum einen breitet sich gravitative Wechselwirkung nur mit Lichtgeschwindigkeit aus. Vielleicht ist das Universum zu Beginn schneller auseinandergeflogen, als dass die gravitative Wechselwirkung zu einem Schwarzen Loch hätte führen können.
- Zum anderen könnte es sein, dass das Universum zu Beginn ein oder mehrere Phasenübergänge durchlaufen hat (wäre ja meines Wissens auch die Ursache einer Infaltion), bei dem/denen viel Energie freigesetzt wurde, so dass die Anfangsenergie gar nicht so exorbitant hoch war.
- Zum dritten kennen wir die Topologie des Universums beim Urknall nicht. Braucht es zur Bildung eines Schwarzen Loche einen Dichtegradienten?

In meiner Unwissenheit sehe ich einige Möglichkeiten, warum das Universum kein Schwarzes Loch geworden ist. Ich habe die Nicht-SL-Bildung auch nirgendwo bisher als Argument für die Inflationsphase gelesen. Die Frage nach den Ursachen hierfür ist natürlich interessant.

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 13:14 #74139

Man muss unterscheiden, was man unter einem SL in diesem Fall verstehen will. Meist denkt man dabei an die Zentralsingularität, dies scheidet bei gleicher Dichte natürlich aus. Gleiches gilt für eine Lorentzkontraktion.

Die Zeitdilatation ist ebenfalls unbeachtlich, da es ja nur die Eigenzeit und keinen externen Beobachter gibt.

Bei einem gekrümmten Universum käme hinzu, dass dieses kein Zentrum hat und somit gar keine Zentralsingularität ausbilden könnte.
(EDIT: ich meinte damit, dass es eben kein natürliches Zentrum gäbe)

Der Expansion wirkt hingegen jede Gravitation entgegen, und es ist nur eine Frage welche Beschleunigung größer ist bzw wie der Anfangszustand ist. Geladene Teilchen werden beispielsweise netto von einem engegengesetzt (sehr stark) geladenen SL nicht angezogen sondern abgestoßen (q·Q·kC > -m·M·G).

Und auch ein überladenes SL (Q > M) wirkt sogar abstoßend auf ungeladene Materie. Das ist die Reißner-Nordström-Repulsion, die es normal unmöglich geben kann (quasi ein Weißes Loch), aber unmittelbar nach dem Urknall wäre auch dies denkbar, wenngleich wegen der Ladungssymmetrie nahezu ausgeschlossen.

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 21:01 #74150

Thomas schrieb: Naja, wenn die Dichte einen kritischen Wert überschreitet, dann ist das ein Schwarzes Loch. Und ein Schwarzes Loch bleibt ein Schwarzes Loch, wenn nicht eine Inflation für die Gegenbewegung sorgt.

Das denke ich nicht. Braucht es nicht einen Gradienten im Schwerefeld um ein schwarzes Loch zu bekommen? Ein Universum das überall gleich dicht ist ist flach. -> kein schwarzes Loch.

Oder andersherum: ein Universum mit einer überkritischen Energiedichte wäre ein in sich geschlossenes Universum. Quasi so etwas ähnliches wie ein Schwarzes Loch ohne Zentralsingularität.

assume good faith

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assume good faith

Expandierendes Universum 03 08. 2020 23:00 #74156

ra-raisch schrieb:

AberHatschi schrieb: Ja das Universum war dichter, aber es war schon damals homogen, also wenn du die Gesamtheit der Gravitation betrachtest für eine Rotverschiebung wird auch genausoviel Blauverschiebung dabei sein. Also das mittelt sich raus.
Nur an lokalen Inhomogenitäten wie Sternen gibt es Netto gravitative Rot- oder Blauverschiebungen.

Das ist im Prinzip schon richtig, wenn Sender und Empfänger im gleichen Zustand sind, aber es geht bei Chrisschmids Frage schon um den Vergleich von Sender und Empfänger. Denn es "mittelt" sich nichts heraus, es geht immer nur um Sender umd Empfänger.


Nein, bei der gravitativen Rot- /Blauverschiebung handelt es sich um Energieabgabe oder Energieaufnahme von Photonen durch ein gravitatives Potenzial.
Das hat garnichts mit Sender und Empfänger zutun. Das Universum ist homogen muss heißen links vom Photon ist genauso viel Masse wie rechts vom Photon vor dem Photon ist genauso viel Masse wie dahinter. Also existiert am Ort des Photons keine Gravitationswirkung, die Einfluss auf die Wellenlänge nimmt. Rausmitteln ist da vielleicht eine ungünstige Bezeichnung

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Expandierendes Universum 03 08. 2020 23:25 #74158

AberHatschi schrieb: Nein, bei der gravitativen Rot- /Blauverschiebung handelt es sich um Energieabgabe oder Energieaufnahme von Photonen durch ein gravitatives Potenzial.
Das hat garnichts mit Sender und Empfänger zutun. Das Universum ist homogen muss heißen links vom Photon ist genauso viel Masse wie rechts vom Photon vor dem Photon ist genauso viel Masse wie dahinter. Also existiert am Ort des Photons keine Gravitationswirkung, die Einfluss auf die Wellenlänge nimmt. Rausmitteln ist da vielleicht eine ungünstige Bezeichnung

Von welchen Potentialen sprichst Du denn?
Es geht immer um das Potential beim Sender und das Potential beim Empfänger. Der Unterschied macht die gravitative Rotverschiebung aus.
Potentiale, die durchlaufen werden, spielen dabei überhaupt keine Rolle. Sie können nur das gesamte Signal verzögern aber nicht nachhaltig verändern.

Das Photon gibt auch keine Energie ab sondern seine geringe Energie bei der Erzeugung wird im höheren Potential als Rotverschiebung gesehen.

Im tiefen Potential wirkt allein die Zeitdilatation dahin, dass die Frequenz geringer ist. Dort merkt es keiner, weil ja alle dort die selbe Zeit haben. Aus der Ferne gesehen im hohen Potential läuft die Uhr aber schneller und die verhältnismäßig langsame Frequenz sieht daher rotverschoben aus.

Vom hohen ins tiefe Potential geht es natürlich genauso: das Photon gewinnt keine Energie sondern seine Energie ist nur größer als vergleichbare Prozesse dort unter der stärkeren Zeitdilatation erzeugen würden.

Die weit verbreitete Sichtweise des Energieverlustes bei der Rotverschiebung oder des Energiegewinns bei der Blauverschiebung ist eigentlich ein falsches Bild. Auch ein fallender Stein gewinnt oder verliert keine Energie, er wandelt nur potentielle in kinetische Energie um, das Photon wandelt aber nichts um, es ändert auch nicht seine Wellenlänge. Das ist ja gerade der Grund weshalb es bei anderer Zeitdilatation anders (also höher bzw niedriger frequent) erscheint.

Das ist auch leicht einzusehen, wenn man den Frequenztakt mit einer Uhr misst. Die Frequenz ändert sich nicht sondern die Anzeige der lokalen Messgeräte.

EDIT: Bei der Rotverschiebung durch Expansion ist das eher wie bei der Rotverschiebung der SRT.
Hier verliert das Photon im Bezugssystem des Empfängers Energie, auch wenn sie vom alten Bezugssystem aus gesehen noch unverändert ist. Wird das Photon jedoch zurückgeschickt, zB mittels eines Spiegels, dann verliert es erneut Energie. Es geht natürlich auch dabei keine Energie verloren, dazu müßte man aber Impulsübertrag, Rückstoß und insoweit relativ.Geschwindigkeitsaddition berücksichtigen.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 15:11 #74169

ra-raisch schrieb: Potentiale, die durchlaufen werden, spielen dabei überhaupt keine Rolle. Sie können nur das gesamte Signal verzögern aber nicht nachhaltig verändern.

Das würde ich so nicht sagen. Nämlich wenn die Potentiale, die durchlaufen werden, sich währenddessen verändern müsste Netto etwas übrig bleiben.
Das Photon dürfte nach dem Rausfliegen nicht mehr die selbe Energie als vor dem Reinfliegen besitzen.
Das ist vieleicht vergleichbar mit einem Swingby? Ich meine Josef Gassner hätte das auch mal als Effekt erwähnt...
(Expansion des Universums während das Potential durchlaufen wird)

assume good faith

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 16:56 #74172

Nun es besteht offenbar zu wenig Leselust hier.

Mit einem Potenzial das "durchlaufen" wird, ist wohl eine lokale Masse gemeint, sprich irgendwann befindet sich das Photon vor und irgendwann hinter der Masse.
Darum geht es aber nicht wenn man das Universum als homogen betrachtet, denn das ist eine globale Eigenschaft. Lokale Differenzen sind per Definition Inhomogenitäten.
Es ist dementsprechend die Gesamtheit der Potenziale zu betrachten in dem sich das Photon befindet. Wie gesagt ist dieses Potenzial nichtig, weshalb keine Wellenlängenänderung eintritt. Dies gilt unabhängig von gewähltem Sender und Empfänger, sprich sind sie unbedeutend.

Davon abgesehen wird aber natürlich auch ein lokales Potenzial nie wirklich durchlaufen, da es sich ja unendlich weit erstreckt. Allerdings spielt Sende- und Empfangsposition dann natürlich eine Rolle, aber wie gesagt: Davon war nie die Rede.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 17:23 #74174

Merilix schrieb: Nämlich wenn die Potentiale, die durchlaufen werden, sich währenddessen verändern müsste Netto etwas übrig bleiben.

Das ist nicht anders wie in jedem anderen Potential: die Expansion verursacht eine vom Potential unabhängige Rotverschiebung (Faktor) und das jeweilige durchlaufene Potential hat darauf keinen bleibenden Einfluss.

AberHatschi schrieb: Mit einem Potenzial das "durchlaufen" wird, ist wohl eine lokale Masse gemeint, sprich irgendwann befindet sich das Photon vor und irgendwann hinter der Masse.

Genau das habe ich mehrfach versucht, klarzustellen.

AberHatschi schrieb: Darum geht es aber nicht wenn man das Universum als homogen betrachtet, denn das ist eine globale Eigenschaft. Lokale Differenzen sind per Definition Inhomogenitäten.

Darum geht es eben schon, wenn man ein Lichtsignal auswertet, diese "Betrachtungen" sind dann nämlich im konkreten Fall falsch. Aber ok, wir sprachen nur von den allgemeinen Zuständen ohne lokale Besonderheiten. Es ging Chrisschmid aber um die zeitlichen Unterschiede dieses homogenen Zustands.

AberHatschi schrieb: Es ist dementsprechend die Gesamtheit der Potenziale zu betrachten in dem sich das Photon befindet. Wie gesagt ist dieses Potenzial nichtig, weshalb keine Wellenlängenänderung eintritt. Dies gilt unabhängig von gewähltem Sender und Empfänger, sprich sind sie unbedeutend.

Soweit sich beide im selben Potential befinden, ist das richtig, aber die Frage war ja nach einem Zeitunterschied, der gemäß Expansion unweigerlich mit einer Potentialänderung verbunden ist. Zum Glück ist diese aber für den gesamten überschaubaren Bereich bis zurück zur Rekombination unbeachtlich, wie ich überschlagsweise vorgerechnet habe.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 20:26 #74175

Ah, aber der Zeitunterschied ist doch schon im Gesamtpotenzial enthalten. Man stelle sich vor das Photon ist umhüllt von einem Universum, je weiter man sich von dem Photon entfernt desto dichter wird es dort, denn der Zeitunterschied schlägt sich ja auf der Distanz genauso nieder. Raumzeitlich gesehen eine Zwiebel mit nach außen schwerer werdenden Schalen. Die Homogenität ist zu jeder Zeit gegeben, daher liegt jede Schale kugelsymmetrisch um das Photon.
Womit wir wieder bei gleichen Massen auf gleichen Abständen in allen Richtungen für das Photon sind.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 20:32 #74176

ra-raisch schrieb: Das ist nicht anders wie in jedem anderen Potential: die Expansion verursacht eine vom Potential unabhängige Rotverschiebung (Faktor) und das jeweilige durchlaufene Potential hat darauf keinen bleibenden Einfluss.

Wie wäre es damit das das Photon weniger Strecke und damit Zeit für Anflug auf die Potentialsenke braucht als dafür wieder auf gleiches Niveau herauszukommen?

AberHatschi schrieb: Nun es besteht offenbar zu wenig Leselust hier.

Doch doch. Du hast ja völlig recht und sowohl Rainer als auch ich stimmen dir da zu.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 20:59 #74177

AberHatschi schrieb: Ah, aber der Zeitunterschied ist doch schon im Gesamtpotenzial enthalten. Man stelle sich vor das Photon ist umhüllt von einem Universum, je weiter man sich von dem Photon entfernt desto dichter wird es dort, denn der Zeitunterschied schlägt sich ja auf der Distanz genauso nieder. Raumzeitlich gesehen eine Zwiebel mit nach außen schwerer werdenden Schalen. Die Homogenität ist zu jeder Zeit gegeben, daher liegt jede Schale kugelsymmetrisch um das Photon.
Womit wir wieder bei gleichen Massen auf gleichen Abständen in allen Richtungen für das Photon sind.


Naja, nicht wirklich. Die Aussage, dass die Homogenität zu jeder Zeit gegeben ist, ist zu stark idealisiert. Auf sehr großen Skalen ist das Universum zwar homogen, aber schon auf etwas kleineren Skalen sieht man eine Wabenstruktur. Filamente wechseln sich ab mit kosmischen Voids. Man stelle sich vor, am Rande eines Superhaufens werden dutzende Photonen in alle Richtungen emittiert. Ein Teil fliegt 500 Mly durch den Superhaufen, ein anderer Teil 500 Mly durch einen angrenzenden Void. Also mehrere 100 Mly, in denen die Aussage "Womit wir wieder bei gleichen Massen auf gleichen Abständen in allen Richtungen für das Photon sind" eben nicht gilt. Von daher kann es sehr wohl eine Abhängigkeit von gewähltem Sender und Empfänger geben.

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Expandierendes Universum 04 08. 2020 23:59 #74187

Dass die lokalen Gegebenheiten zu berücksichtigen sind, ist ja allgemein bekannt, aber es ging eben anfänglich um die zeitliche Differenz und somit global andere Dichte und somit generell anderes Potential.

AberHatschi schrieb: Ah, aber der Zeitunterschied ist doch schon im Gesamtpotenzial enthalten.

Genau darum ging es, ob das aus dem Gesamtpotential herauszurechnen ist. Denn z+1 = 1/a soll ja schließlich den Skalenfaktor angeben und nicht das Gesamtpotential.

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Expandierendes Universum 05 08. 2020 19:18 #74219

Na ich sag ja die ganze Zeit das Gesamtpotenzial auszurechnen ist trivial und null.
Arrakai schrieb: Ein Teil fliegt 500 Mly durch den Superhaufen, ein anderer Teil 500 Mly durch einen angrenzenden Void. Also mehrere 100 Mly, in denen die Aussage "Womit wir wieder bei gleichen Massen auf gleichen Abständen in allen Richtungen für das Photon sind" eben nicht gilt. Von daher kann es sehr wohl eine Abhängigkeit von gewähltem Sender und Empfänger geben.


Die Homogenität ist ausreichend für das betrachtete Szenario. Man muss es mal so sehen: Wenn das Photon über größere Zeitdauer des Universums den vorgeschlagenen Effekt erleidet, dann wäre es möglich dass obwohl wir diesen Effekt messen können Aliens zufällig womöglich nicht. Das ist theoretisch möglich steht aber im Konflikt zu unserer Grundannahme der gesamten Physik

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Expandierendes Universum 05 08. 2020 19:58 #74221

AberHatschi schrieb: Die Homogenität ist ausreichend für das betrachtete Szenario. Man muss es mal so sehen: Wenn das Photon über größere Zeitdauer des Universums den vorgeschlagenen Effekt erleidet, dann wäre es möglich dass obwohl wir diesen Effekt messen können Aliens zufällig womöglich nicht. Das ist theoretisch möglich steht aber im Konflikt zu unserer Grundannahme der gesamten Physik


Nein, das eher nicht, ich sehe da keinen Komflikt. Die Homogenität ist im komkreten Fall bzw. bei den genannten Skalen halt nicht ausreichend, und damit ist in diesem Fall eine Abhängigkeit von gewähltem Sender und Empfänger gegeben. Was soll daran problematisch sein? Die Aussage gilt halt nur für die allergrößten Skalen, und das ist für die Theorie vollkommen ausreichend.

In etwa so, wie das Äquivalenzprinzip eigentlich nur in einem infinitesimal kleinen Bereich gilt. Aber auch das ist für die Theorie vollkommen ausreichend.

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Expandierendes Universum 17 08. 2020 02:32 #74807

Hi, dürfte ich als kompletter Dulli eine Frage zwischenschieben? Warum heißt es eigentlich nicht, dass sich das Universum "früher" schneller ausgedehnt hat? Da wir ja mit der Entfernung auch weiter in die Vergangenheit schauen. Das will nicht in meinen Kopf. Ich währe für eine einfache :-) Erklärung dankbar.

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Expandierendes Universum 17 08. 2020 09:53 #74808

OlliHatEineFrage schrieb: Warum heißt es eigentlich nicht, dass sich das Universum "früher" schneller ausgedehnt hat?

Wie meinst Du das mit "heißt"? Man misst bzw berechnet die Expansion.
Die Frage lautet also, warum sich die Expansion beschleunigt, vermute ich?
Dies ergibt sich daraus, dass die Entfernung zu bestimmten Objekten zu gering ist, je weiter man zurückblickt. Dies kann nur durch eine Beschleunigung erkärt werden.

Aber man kann dies nicht verallgemeinern. Die Modelle besagen durchgängig eine anfängliche Verlangsamung der Expansion, bis die Materie so weit ausgedünnt wurde (τ≈7,7 Mrd Jahre), dass die DE die Oberhand gewann und die Expansion wieder beschleunigt.

Zunächst kommt es aber darauf an, ob man den Skalenfaktor a (relativ) oder den Hubbleparameter H (absolut) betrachtet. Bei diesen Aussagen geht es üblich immer um den Skalenfaktor a. Die Expansion wird also nicht auf eine bestimmte Entfernung D bezogen sondern auf einen bestimmten Abstand Dc von Objekten, der ja mit der Expansion größer wird. Dies bedeutet, dass bei gleicher absoluter (entfernungsbezogen) Expansion die relative Expansion (objektbezogen) exponentiell steigt, wie beim Zinseszinseffekt. Denn bekanntlich hängt die Rezessionsgeschwindigkeit nach dem Hubblegesetz von der Entfernung ab v=D·H, beschleunigt also automatisch mit der Expansion v̇≈H²D.

Die absolute Expansion H sinkt real, sie wird aber nie den Wert Null erreichen oder gar in eine Kontraktion münden,
H > ²(Λ/3)c = 67,82874 km/sMpc
dies wird durch die beschleunigte relative Expansion
ȧ = a·H ≫ 1,8054e-18 1/s
zum Ausdruck gebracht. H sinkt zwar bis zum Grenzwert, aber a steigt seit der Schubumkehr schneller und unbegrenzt, also gilt auch
ä ≫ 0
die relative Expansion steigt exponentiell
a ≈ exp.(τ/τ°-1) = exp.(t/τ°)

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Expandierendes Universum 17 08. 2020 11:56 #74809

OlliHatEineFrage schrieb: Hi, dürfte ich als kompletter Dulli eine Frage zwischenschieben? Warum heißt es eigentlich nicht, dass sich das Universum "früher" schneller ausgedehnt hat? Da wir ja mit der Entfernung auch weiter in die Vergangenheit schauen. Das will nicht in meinen Kopf. Ich währe für eine einfache :-) Erklärung dankbar.

Hi Olli,

den Kern Deiner Frage verstehe ich so: "warum sagen wir, dass sich das Universum heute schneller ausdehnt. Wenn wir heute das Licht ferner Galaxien sehen, dann schauen wir doch in die Vergangenheit."

Das Licht braucht tatsächlich umso länger bis zu uns, je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist. Wenn wir es heute hier aufnehmen, ist das ein Blick in die Vergangenheit dieser Galaxie. Diesen Effekt hast Du richtig beschrieben.

Gleichzeitig sind die Astronomen in der Lage, die Entfernung der Galaxie zu bestimmen, die dieses Licht zu uns gesendet hat. Das geschieht mit Hilfe sogenannter Standardkerzen (kannst Du bei Interesse im Netz recherchieren oder Dir ein Video von Josef Gaßner anschauen).

Diese Beobachtungen legen den Schluss nahe, dass die Abstände zwischen den Galaxien (von Ausnahmen abgesehen) stetig größer werden, in der Ferne sogar beschleunigt. Jetzt kommt Dein Einwand zum Tragen: korrekterweise müsste man sagen: größer wurden. Was wir heute beobachten, ist der Zustand von vor Millionen von Jahren. Niemand kann mit letzter Sicherheit sagen oder gar beweisen, dass sich dieser Prozess aktuell so fortsetzt. Gleichwohl sieht die Mehrheit der Wissenschaftler keine triftigen Gründe daran zu zweifeln, dass sich die Expansion auch aktuell weiter fortsetzt.

Da man aber weder über Dunkle Materie noch über Dunkle Energie, die als Treiber der beschleunigten Expansion gesehen wird, etwas weiß (noch nicht mal, ob es sie wirklich gibt), könnte aus dieser Ecke noch die eine oder andere Überraschung kommen.

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