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Expansion der Raumzeit 22 Feb 2022 12:44 #1656

  • Katja Mors
  • Katja Morss Avatar Autor
Sehr geehrte Herr Dr. Gassner,

In Ihrem Video zur Dunklen Materie erklären Sie wunderbar didaktisch die Expansion der Raumzeit mit einem Gummituch.
Die Entfernungen nehmen zu, soweit klar. Was aber ist mit der 4. Dimension, der Zeit? Ich finde es oft schwierig genug, in einem Universum, in dem es keine Gleichzeitigkeit, also kein universelles Jetzt gibt, mich in einem Zusammenspiel von Expansion und Lichtgeschwindigkeit räumlich "zu orientieren". Wenn ich nun aber die Zeit dehne...
Ist dann nicht wiederum alles statisch, denn Geschwindigkeit ist ja Weg/Zeit.

???

Vorab herzlichen Dank und bitte BITTE machen Sie weiter.

Dr. med. K. Mors

Expansion der Raumzeit 22 Feb 2022 13:33 #1658

Im Urknallmodell wird die Zeit nicht gedehnt.

In der SRT ergibt sich die Zeitdilatation aus der Relativität der Gleichzeitigkeit der Beobachter in unterschiedlichen IS.

In der Kosmologie wird die Foliation der Raumzeit allerdings nicht nach der Gleichzeitigkeit eines Beobachters, sondern nach dem gleichen Alter aller unbewegten Beobachter (Weltalter) vorgenommen. Denn der Zeitbegriff der SRT gewinnt nur dort an Bedeutung, wo sich Objekte mehrfach treffen.

Hinsichtlich der Beobachtungen in der Astronomie ist allerdings neben dem kosmischen Dopplereffekt auch die kosmische Zeitdilatation aus dem Hubbleflow (v=H·D) sowie die individuellen Faktoren aus der Pekuliargeschwindigkeit (u) gegenüber dem Hubbleflow zu berücksichtigen. Bei großen Entfernungen gilt u ≪ v und kann somit häufig vernachlässigt werden v ≈ u+v.

Da die Zeit bei dieser Foliation logisch überall gleich schnell abläuft, ergibt es auch keinen Sinn, einen von der Eigenzeit abweichenden Zeitbegriff einzuführen, es gäbe dafür gar keinen Vergleichsmaßstab.

Davon abgesehen ist das Potential in einem flachen Universum auf Grund der Expansion immer im Nullpotential, so dass auch die Rechnung τ/t=²√(1+2Φ/c²)=1 zu keinem anderen Ergebnis führen würde. Natürlich gibt es bei Verklumpungen Potentialtrichter, wie es Krater auf dem Mond oder wie es Berge und Täler auf der Erdoberfläche gibt. (Für Berge gibt es zwar kein Pendant beim Potential).
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Expansion der Raumzeit 12 Mai 2022 14:30 #1974

  • Robert Beichl
  • Robert Beichls Avatar Autor
Sehr geehrter Her Gaßner, sehr geehrter Her Raisch,
ich bin kein professioneller Wissenschaftler, bitte berücksichtigen Sie dies bei Ihrer Antwort und ebenso beim Aufnehmen meiner Anmerkung/Frage . Vielen Dank. Es wurde gesagt, dass durch Beobachtung festgestellt wurde ( Dopplereffekt, Rotverschiebung, Hubble, ... ) , dass sich das Universum ausdehnt. Dass sich also Objekte im All von uns weg bewegen. Und außerdem, dass weiter entfernte Objekte sich , im Vergleich zu näheren Objekten , schneller entfernen. Daraus würde der Schluss gezogen , dass sich die Ausdehnung des Universums beschleunigt. So . Allerdings würde das für meinen Verstand genau das Gegenteil bedeuten. Denn die weiter entfernten Objekte existieren ja von uns aus gesehen auch weiter entfernt in der Vergangenheit als die näheren Objekte. Dies würde doch ganz logisch bedeuten , dass sich die Objekte früher schneller bewegten als heute bzw. zeitlich später. Ich hoffe, Sie verstehen, was ich meine. Ich kann mir kaum vorstellen, dass so viele kluge Leute einen so krassen Denkfehler machen und den Zeitfaktor, den sie ja teilweise sicherlich selbst lehren, außer Acht lassen. Also wäre meine Frage hierzu noch: Habe ich hier einen Denkfehler bzw. mangelnde Kenntnis über Hintergründe , die zur Schlussfolgerung der beschleunigten Ausdehnung führen ? Oder ist das undenkbare passiert und die Astronomen haben vergessen , dass sie in die Vergangenheit schauen ? In den Vorträgen und Dokus , die man als interessierter Laie so hin und wieder anschaut , wird die Zeitthematik der kosmischen Beobachtungen oft sehr willkürlich oder garnicht eingebracht. Es ist mir wirklich ernst mit meinem Anliegen und ich freue mich und hoffe auf ihre Antwort. Vielen Dank. Herzliche Grüße.

Expansion der Raumzeit 13 Mai 2022 01:33 #1979

Und außerdem, dass weiter entfernte Objekte sich , im Vergleich zu näheren Objekten , schneller entfernen. Daraus würde der Schluss gezogen , dass sich die Ausdehnung des Universums beschleunigt.

Das ist nicht ganz richtig, denn allein das Hubble Gesetz besagt bereits, dass der Hubble Flow mit der Entfernung schneller fließt, auch wenn die Expansion konstant abliefe
v = D·H

Dies würde doch ganz logisch bedeuten , dass sich die Objekte früher schneller bewegten als heute bzw. zeitlich später.

Das ist ein richtiger Gedanke, allerdings hängt dies ja nicht nur von der Geschwindigkeit ab, sondern auch von der Entfernung.

Tatsächlich ist die Einschätzung der Korrelation zwischen Entfernung und Expansionsgeschwindigkeit nicht einfach. Die Berechnungen erfolgen durch Modellrechnungen mit einer Variation der Parameter und Vergleich mit den Beobachtungen. Die Parameter ergeben sich zwar auch aus anderen Überlegungen und Beobachtungen, doch müssen ja alle Herangehensweisen zum selben Ergebnis kommen und diese Parameter können jeweils nur mehr oder weniger genau abgeschätzt werden.

Bis zur Jahrhundertwende war es allgemeiner Konsens, (0) dass das Universum statisch ist. Grob gesagt hat man dann zuerst festgestellt, (1) dass sich andere Objekte überwiegend entfernen. Danach hat Hubble festgestellt, (2) dass sich diese Objekte ziemlich regelmäßig je weiter entfernt desto schneller entfernen, daraus hat er das Hubble Gesetz abgeleitet. Erst später hat man festgestellt, (3) dass sich die weiter entfernten Objekte nicht ganz so schnell entfernen, wie es sich aus der Entfernung ergeben würde, im Hinblick auf den Blick in die Vergangenheit hat man daraus den Schluss gezogen, dass sich diese Objekte früher schneller entfernt haben, so dass die Entfernung jetzt größer ist. Es war dann Hauptdiskussionspunkt, ob die Expansion wirsam gebremst wird und es den Big Crunch geben wird oder ob wir in einem geschlossenen Universum leben oder das Universum gar ewig expandieren wird. Erst zur Jahrtausendwende wurde dann festgestellt, (3) dass diese neue Kurve einen leichten Knick aufweist, weil sich bei noch älteren und ferneren Objekten der gegenteilige Effekt zeigt, sie sind gegenüber der Kurve wieder zu nah. Daraus hat man die Schubumkehr bzw leichte Beschleunigung der Expansion berechnet (genau genommen: verringerte Bremsung seit der Wende).
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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