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THEMA: Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel?

Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 15 Jan 2017 00:20 #11312

Hallo,

mich umtreibt auch, wie viele andere, dieses Thema der 'beschleunigten Expansion'. Dazu habe ich mir mal ein paar eigene Gedanken gemacht, die ich hier mit euch teilen möchte. Gerne lasse ich mich danach steinigen, vierteilen, oder was auch immer, denn Kritik muss ja sein ;)

Zu meinem Gedankenexperiment:
Wir sehen heute eine Hintergrundstrahlung, die uns im Mittel mit 2,725 (± 0,002) Kelvin erreicht (Stand 01/2017) – das sind 282,29 Gigahertz oder 1,062mm Wellenlänge (λ) und auch die Photonenenergie ist bekannt: 1,17E-3 eV. Soweit die Fakten, die wir direkt beobachten und messen.

Daraus ableiten darf ich folgenden Umstand: die relativistische Masse ‚m‘ eines Kosmischen Hintergrundstrahlungsphotons (im folgenden HSP genannt). Diese beträgt 2,08571E-39 kg! Sehr wenig – ja aber – die Anzahl von HSP dürfte utopisch hoch sein. Diese zu berechnen, dazu komme ich später.

Grundgedanke dieses Experimentes aber ist folgender: hat Licht eine Masse? Ja! Ist diese groß? Nein! Darf man sie deshalb ignorieren? Nein, denn HSP sind überall. Zusammen mit Photonen aller anderen Wellenlängen, bzw. Energiezuständen, bzw. Massen!

Gehen wir einen nächsten Schritt: Besteigen wir ein imaginäres Raumschiff, welches in der Lage ist die ‚Lichtmauer‘ zu durchbrechen und innerhalb einer Lebensspanne den Rand des sichtbaren Universums zu erreichen. (funktioniert, ist ja nur Phantasie)

Dabei haben wir ein Messgerät, welches in der Lage ist die HSP zu messen. Beim Flug in diese Richtung würden wir feststellen, dass die Energie, Temperatur und damit Masse der HSP zunimmt. Eben weil wir uns immer näher an den ‚Urknall‘ annähern. Während wir also fliegen sind das die Beobachtungen. Die Wellenlänge hat sich auf 0,96892 Mikrometer verkürzt, die Frequenz auf 310,37 Terahertz erhöht und die Energie liegt jetzt bei 1,28 eV.

Die Masse des HSP hier beträgt also schon 2,28181E-36 kg immerhin 3 Größenordnungen. Rein Hypothetisch wird auch die schiere Anzahle der HSP pro cm³ zugenommen haben, weil wir jetzt an dem Punkt angekommen sind, wo sich die Strahlung von der Materie entkoppelt hat.

Soweit meine ‚Reise‘ ... Daraus ergibt sich folgendes Konstrukt am Beispiel unserer Milchstraße:

Pro cm³ sind es durchschnittlich 400 HSP (Quelle: Wikipedia ). Unsere Heimatgalaxie hat ein Volumen von 7,02012E+44 cm³ (100000LJ im Durchmesser ca. 10000LJ hoch). Das macht 2,80805E+47 HSP die sich in diesem Augenblick in der Milchstraße herumtreiben. Das macht eine Gesamtmasse von ca. 586 Tausend Tonnen an HSP alleine in der Milchstraße. Keine unheimlich große Masse, aber sie ist da!
Welche Masse muss nun in der Nähe des Urknall am wirken sein, denn der Urknall ist ja noch nicht vorbei! Er reisst die ganze Zeit das Unbekannte auseinander und in seinem Fahrwasser expandiert dieses Universum! Das Volumen dieser, sagen wir mal, Kugelschale ist so groß, und die darin enthaltenen Massen kaum zu berechnen.

Sind es diese Massen, die das Universum beschleunigt expandieren lassen?
Der Raum entsteht hier immer schneller und die Massen ‚von innen‘ zieht es in diesen Raum.

Alles Spekulation ich weiss. Aber man muss ja mal was riskieren...

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 16 Jan 2017 22:43 #11364

Torsten Scharf schrieb: Grundgedanke dieses Experimentes aber ist folgender: hat Licht eine Masse? Ja! Ist diese groß? Nein! Darf man sie deshalb ignorieren? Nein, denn HSP sind überall.


Photonen haben Masse?? Wie das?

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 16 Jan 2017 23:04 #11365

Nennt sich relativistische Masse. E=mc² umgestellt ist m=E/c²
Die Energie eines Photon lässt sich anhand der Frequenz oder der Wellenlänge berechnen, von daher hat es auch eine Masse.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 21:18 #11387

Theoretisch. In der Welt der Gleichungen, nicht aber in der realen Welt.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 21:19 #11388

Zumindest nicht über irgendwas mit 10 hoch -18, das ist die derzeitige Messgrenze.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 21:27 #11390

Aktuell gehen die Experimente wohl dahin, dem Photon auch eine Masse zuzuordnen. Nachzulesen bei Wikipedia. Die angedachte Masse ist extremst klein, aber: schon aufgrund der Anzahl von Photonen (Sicht- oder unsichbar für uns) ist eine daraus resultierende Masse einfach nicht Wegzudiskutieren. Die gleiche Denkweise muss auf das Neutrino angewandt werden, denn Rund 4x10^14 Sonnenmassen an Neutrinos (oder viel mehr) seit dem Urknall sind eine Ansage...

Das ist von Dir, Torsten, kannte ich noch nicht. Daher nehme ich alles zurück und behaupte das Gegenteil.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 21:39 #11393

Photonen, gleich welcher Energie, haben keine Ruhemasse!
Grüße
Thomas

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 21:58 #11398

derwestermann schrieb: Aktuell gehen die Experimente wohl dahin, dem Photon auch eine Masse zuzuordnen. Nachzulesen bei Wikipedia. Die angedachte Masse ist extremst klein,


Das hast du schonmal geschrieben und ich habe geantwortet das Experimente keineswegs in die Richtung gehen den Photonen eine Masse zuzuordnen.

Wikipedia schrieb: Wenn die Masse des Photons größer als null wäre, dann würde sie sich durch verschiedene Folgen bemerkbar machen. Keine von ihnen ist bisher beobachtet worden. Die Genauigkeit der Experimente erlaubt die Aussage, dass eine eventuelle Photonenmasse in jedem Fall unter 10-18eV / c2 liegen muss, das ist der 1027ste Teil der Masse des Wasserstoffatoms.

Die Photonenruhemasse ist theoretisch Null aber da jede reale Messung fehlerbehaftet ist sind die Experimentalphysiker ehrlich genug eine experimentell bestätigte Obergrenze anzugeben. Das ist wissenschaftliche Gründlichkeit, Nicht mehr und nicht weniger!

Gruß
Merilix

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 17 Jan 2017 22:21 #11402

Ich merke unser Informationszeitalter ist nicht immer hilfreich bei der Wahrheitsfindung. Eine an der UNI Oldenburg postuliert schließlich: Die Gesamtmasse des Lichts, das pro Tag die Erde erreicht ist damit aber immerhin 168 Tonnen. Die Masse des Lichts sorgt übrigens auch dafür, dass Photonen von der Schwerkraft beeinflusst werden.
Und das sind Zahlen - wenn Sie denn korrekt sind (ich kann das nicht überprüfen) - die ich nicht ignorieren kann.

An anderer Stelle wird dann etwas anderes geschrieben, und geht dann in eine völlig andere Richtung. Meine Verwirrung steigt und nähert sich der heisenbergschen Unschärfe ;)

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 18 Jan 2017 06:50 #11410

Ein Tipp: Denke an den Unterschied zwischen Ruhemasse und Masse (die die Energie eines Teilchens mit einschließt).

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 18 Jan 2017 17:59 #11411

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Wenn die Photonen Masse hätten, müßten sie nach der SRT unendlich schwer sein, weil sie mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind.

Die eigentliche Frage ist doch, kann Strahlung gravitative Wirkung haben. Abgesehen von den Formeln ist der wesentliche Unterschied zwischen Materie und Strahlung die Überlagerungsfähigkeit. Schwingungen können sich überlagern, Materie nicht. Wie kommt das ? Strahlung verläuft entlang einer Geraden, Materie ist irgendwie mit einer Kugelform verbunden. Es scheint auf die Dualität Welle-Partikel hinauszulaufen.

Vielleicht kann man sich dem Problem mit Hilfe des Spins nähern. Aus dem Ausdruck:

\(E=h*f = h*\omega / (2\pi) = m*c^2 \)

ergibt sich für den Spin:

\(Spin = \frac{h}{2\pi} = \frac{m*c^2}{\omega} \)

Für die Strahlung ist der Spin (linke Seite) eine Konstante, für eine Masse (rechte Seite) eine Kombination mit einer Rotation. Das ist eigentlich klar, denn ein Spin ist ja eine Eigendrehung. Man kann dann umformen zu:

\(m = \frac{h*\omega}{2\pi * c^2} \)

Anders ausgedrückt könnte man sagen, dass Masse rotierende Strahlung ist. Die Kreis-/Kugelform schirmt die Strahlung gegen Überlagerung ab.

Wenn die Hintergrundstrahlung rotieren würde, könnte sie vielleicht sogar gravitativ wirksam sein.
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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 18 Jan 2017 21:42 #11412

Hallo Dick,
Klasse Beitrag! Der liefert ein Gefühl dafür, was passiert, wenn sich zwei Gammaphotonen begegnen, einander spüren, elektromagnetisch natürlich, um dann in zwei Teilchen sich zu materialisieren. Es entsteht ein Elektron und ein Positron. Und die haben jeweils einen Spin und deren abkapselnde Energieverdichtung nennen wir dann Teilchenmasse. Eigentlich ist das aber gar keine Masse, sondern eine Verdichtung und Neuorganisation von Energie, mit der Folge, dass sich diese neue Form nicht mehr mit LG ausbreiten darf.
Das Higgs schreibt vor, dass entweder Schwingung, dann LG, oder eingefangene Schwingung, also Spin und Ladung, dann LG -Verbot!
Grüße
Thomas
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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 08:19 #11415

Hi Thomas

...es ist also ein "Entweder /Oder" zwischen h und hquer. Es gibt keinen Übergangszustand so wie hier ? Hab ich das richtig verstanden?

viele Grüße
seb110

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 09:38 #11416

..oder anders gefragt: Wird bei Energie und Masse zwischen h und hquer unterschieden, oder wird hquer und h sowohl bei Energie als auch bei Masse eingesetzt? Und man muss letztendlich bei Berechnungen nur aufpassen, dass man immer nur eine Konstante verwendet.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 10:57 #11417

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Plank hat
\[{h}\]
festgelegt, es zeigt sich in der Mathematik das
\[\hbar\]
die bessere variante ist.




....Ist es möglich Zeilenumbruch und das Zentrieren aus LaTeX Konfiguration hier raus zu nehmen,.... das Sicht ja schrecklich aus,... darf ich so lange fragen bis ich eine "Ja / Nein" Antwort erhalte, nur um auf Nummer sicher zu gehen, ob es bei dem verantwortlichen angekommen ist??.... das hab ich schon mal gefragt, aber.... soll es halt so ______ sein.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 11:12 #11418

danke chris

das mit dem linksbündigen ausrichten geht mit den zeichen /(), ("Dick" einfach zitieren). Das mit dem Zeilenumbruch wäre auch nett, stimmt!

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 13:35 #11420

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Ja ich denke er hat nur nicht fertig gerechnet, aber das darf man ihn nicht verübeln, seine Leistung war unübertroffen.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 19 Jan 2017 17:35 #11421

seb110 schrieb: ..oder anders gefragt: Wird bei Energie und Masse zwischen h und hquer unterschieden, oder wird hquer und h sowohl bei Energie als auch bei Masse eingesetzt? Und man muss letztendlich bei Berechnungen nur aufpassen, dass man immer nur eine Konstante verwendet.


Es gilt einfach hquer = h / (2*pi) .

Man kann grundsätzlich in jeder Formel h oder hquer verwenden, man muss nur gegebenenfalls einen Faktor (2*pi) oder 1 / (2*pi) einfügen.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 20 Jan 2017 00:26 #11425

Chris schrieb: ....Ist es möglich Zeilenumbruch und das Zentrieren aus LaTeX Konfiguration hier raus zu nehmen,.... das Sicht ja schrecklich aus,...

Meinst du so?

Chris schrieb: Plank hat \({h}\) festgelegt, es zeigt sich in der Mathematik das \(\hbar\) die bessere variante ist.

Einfach statt [tex] ... [\tex]  \( ... \) schreiben
Plank hat \({h}\) festgelegt, es zeigt sich in der Mathematik das \(\hbar\) die bessere variante ist.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 20 Jan 2017 10:33 #11427

....that's it :)

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 20 Jan 2017 14:57 #11429

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ja genau so,..... das ist dennoch irritierend, aber auch bei mir braucht es seine Zeit. Es funktioniert in der tat.

Plank hat \({h}\) festgelegt, es zeigt sich in der Mathematik das \(\hbar\) die bessere variante ist.

Das ist mal episch. Danke Merilix

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 22 Jan 2017 17:39 #11459

Torsten Scharf schrieb: Gehen wir einen nächsten Schritt: Besteigen wir ein imaginäres Raumschiff, welches in der Lage ist die ‚Lichtmauer‘ zu durchbrechen und innerhalb einer Lebensspanne den Rand des sichtbaren Universums zu erreichen. (funktioniert, ist ja nur Phantasie)

Dabei haben wir ein Messgerät, welches in der Lage ist die HSP zu messen. Beim Flug in diese Richtung würden wir feststellen, dass die Energie, Temperatur und damit Masse der HSP zunimmt. Eben weil wir uns immer näher an den ‚Urknall‘ annähern.


Du unterliegst hier einem krassen Gedankenfehler, du hast außer Acht gelassen, dass das, was wir von fernen Gestirnen sehen, immer auch ein Blick in die Vergangenheit ist, würdest du mit einem hypothetischen, überlichtschnellen Raumschiff in Nullzeit dich JETZT dorthin versetzen lassen, ist dort die Zeit ja auch bereits eine andere als das, was du jetzt von dort siehst, du befändest dich um knappe 13 Milliarden Jahre in der Zukunft, sozusagen, also du wirst nicht näher an den Urknall herankommen können.


Grüße
Udo

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 23 Jan 2017 16:02 #11470

Entfernungsangaben hatte ich ganz bewusst weggelassen, denn das Universum ist ja noch viel größer (angenommen) als das, was wir sehen. Desweiteren verschiebt sich ja die Grenze des sichtbaren Bereiches mit unserem Beobachtungspunkt. Kann also sein, das die Erde 'hinter dem Horizont verschwindet' während unserer (Phantasie-) Reise.
Das Gedankenkonstrukt funktioniert ja auch nur unter der Voraussetzung, dass sich der Urknall nicht generell schneller als mein Raumschif bewegt, was ja sein kann denn der Raum kann schneller entstehen als mit Lichtgeschwindigkeit.
Also: ja... Viele Variablen, die das "Experiment" über den Haufen werfen können! Bleibt die Frage: Nimmt die Energie der HSP zu wenn ich es schaffen würde näher an Ihren Ursprung vorzurücken?

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 23 Jan 2017 19:34 #11474

Seit dem Urknall haben die Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung durch die kosmologische Rotverschiebung stetig Energie verloren.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 23 Jan 2017 20:02 #11475

ClausS schrieb: Seit dem Urknall haben die Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung durch die kosmologische Rotverschiebung stetig Energie verloren.


Alle die hier ankommen ja - das bestreitet doch keiner - hat man doch gemessen.

Was ist mit denen die JETZT neu entstehen - oder denkt Ihr ernsthaft der Urknall ist vorbei?

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 23 Jan 2017 20:45 #11476

Der Urknall war ein einmaliges Ereignis. Wo soll den heute noch ein Urknall sein?

Und welche Photonen sollen denn heute entstehen? Photonen entstehen etwa durch die Strahlung von Sternen, aber die sind ja hier nicht gemeint.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 24 Jan 2017 16:00 #11491

ClausS schrieb: Der Urknall war ein einmaliges Ereignis. Wo soll den heute noch ein Urknall sein?


Behauptet wird viel - Warum kann sich den keiner vorstellen, das der Urknall immer noch läuft?
Weit weit weg natürlich.
Größenskalen sind ja auch nur von uns gemacht. Der Raum expandiert, also 'passiert was' an der Grenze zum unbekannten. Ich denke da ist noch immer echt was los...
Nur wir sind die die auf eine Kugelform zurückrechnen. Man kann auch auf einen Würfel zurückrechnen. Ist nur Mathe... Ist doch einfach eine Grenze - und die kann sich auch bewegen.

Vielleicht denk ich ja viel zu einfach - aber wir sollten einfach denken, denn die Natur sucht sich immer einfache Lösungen - wir machen alles zu kompliziert - heuer 26 Dimensionen bei der Stringtheorie - ja hakt's jetzt oder wie?

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 24 Jan 2017 19:01 #11498

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Hallo Torsten,
nur mal kurz zum nachdenken. Warum sind alle Körper die viskos sind oder viskos waren im Universum nahezu kugelförmig? Die Natur lässt da kaum Spielräume für Quadratisches. Das hängt damit zusammen, dass eine Kugelform die geringste Energie benötigt um einen stabilen Körper zu bilden. Kartoffel förmige Asteroiden mal ausgenommen. Deren Form ist entstehungsbedingt.

Die Natur ist nicht grausam nur konsequent, sie möchte sich NUR verbessern.
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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 24 Jan 2017 19:23 #11499

Torsten Scharf schrieb: Warum kann sich den keiner vorstellen, das der Urknall immer noch läuft?
Weit weit weg natürlich.
Größenskalen sind ja auch nur von uns gemacht. Der Raum expandiert, also 'passiert was' an der Grenze zum unbekannten. Ich denke da ist noch immer echt was los...


Der Raum dehnt sich aber nicht nur ganz ganz weit weg aus, sondern bereits im nächsten Void (= großer Leerraum).

Wenn dort ein "Urknall" stattfinden würde, dann müssten wir die dabei erzeugten Photonen messen können. Tun wir aber nicht.

Was wir messen, sind die extrem gut Planck-verteilten Photonen aus dem "echten" Urknall.

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Ist die dunkle Energie gar nicht so Dunkel? 24 Jan 2017 23:17 #11507

Was ich an der Diskussion ein wenig komisch finde. Ich stelle es mal so dar, wie ich es als Laie sehen würden, man möge mich korrigieren, wenn das Falsch ist.

Photonen haben haben zwar keine Ruhemasse, man kann aber dennoch Masse mit ihrer Energie assoziieren. Wenn E = mc² und E = hf dann, hf=mc² und deswegen m = hf/c². Bei der kosmischen Hintergrundstrahlung bringt das natürlich wenig, weil die überall im sichtbaren Universum gleich ist und sich deswegen auch kein Gefälle ergibt. Und selbst wenn es nicht so wäre würde sich die gravitative Wirkung nur so schnell ausbreiten wie das Licht selbst. Wenn man von der Lichtwellenfront dann überholt wäre, wäre es schon wieder egal, weil es dann ja wieder überall um einen herum wäre. Trotzdem könnte man sagen, dass die Masse in jedem gegebenen Kubikmeter Raum so-und-so groß ist, was letztlich äquivalent ist dazu zu sagen, ein Kubikmeter Raum enthielte so-und-so viel Joule Energie.

Ob das eine glaubwürdige Quelle ist überlasse ich dem Betrachter, allerdings würde ich gerne eine Video verlinken:


(Wobei ich davon aus gehe das er beim dem Übertragen von "Momentum", also "Impuls", an Photon ein wenig vereinfacht hat - die Photonen werden nach blau oder rot verschoben, bewegen sich aber immer mit Lichtweschwindigkeit, unabhängig davon ob der Beobachter innerhalb der beschleunigten Box ist oder außerhalb)

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