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THEMA: Ausdehnung ? Wie lange noch ?

Ausdehnung ? Wie lange noch ? 01 Feb 2016 17:18 #2400

Wenn man sich das Beispiel mit den Bällen verinnerlicht hat, ist es "einfach" zu bemerken: Alles expandiert, dh früher waren die Strecken kleiner, also war auch die Zeit kürzer! Das beschreibt aber noch nicht die genauen Abläufe...Ich hab mir echt den Kopf zerbrochen, wie die Messungen ablaufen und die Daten interpretiert werden. Ich hatte die Messung der Helligkeit ursprünglich als eine stärkere RV zu einem späteren Zeitpunkt gesehen, und nicht über die Anzahl der gemessenen Photonen. Und zeitliche Abläufe lassen sich aus einer einzigen Messung wohl auch nicht erkennen?! Hab grad gelesen, es gibt wohl doch eine "Lichtkurve" die sich beobachten lässt. Ich hab (unüberlegt) gedacht, da säße einer am Teleskop, da taucht plötzlich eine Supernova auf :D Tatsächlich erfolgen diese Messungen aber wohl automatisch, in "Dauerbeobachtung".

Ich hoffe die Erklärungen oben passen jetzt.... :whistle:

Edit: Also hätte ich gewusst, dass sich der Abfall der Helligkeit direkt und als Prozess beobachten lässt, der schneller abläuft, weil sich die SN währenddessen entfernt, hätte ich mir einige Erkärungen sparen können (Bin immer von Einzelbildern ausgegangen). So hab ich die Sache unnötig verkompliziert. Aber wenn man das bedenkt, sollten die Erklärungen schon taugen.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 01 Feb 2016 20:51 #2404

(Herr Gaßner) oder irgendjemand der es wirklich weiß und nicht nur "so verstanden hat"...wie ich :pinch:

Wie sieht so eine Messung aus, in Bezug auf den Abfall der Helligkeit und die Rotverschiebung. Welche Entfernung ist länger? Oder bestätigen sie sich, ich blick garnicht mehr durch?! Welche Rolle spielt die Anzahl der Photonen?

1)"Die Rotverschiebung wird direkt gemessen und die Entfernung über die scheinbare Helligkeit bzw. den quadratischen Abfall ermittelt. Weit entfernte Supernovae Ia erscheinen in unseren Beobachtungen nicht so hell, wie sie sein sollten, das heisst sie sind weiter weg als die Messung der Rotverschiebung anzeigt".
Ist das so korrekt, oder sind sie nur weiter weg, weil sie dunkler sind? Sind die Objekte weiter weg, als die RV anzeigt? (dh ergibt sich aus dem Abfall der Helligkeit eine Entfernung, die größer ist, als die RV zeigt??) Auch wenn das Ihre Worte sind, ist der Bezug auf die RV am Ende richtig? So deutlich haben sies ja nicht gesagt. Oder bedeutet "mehr rotverschoben = weniger Photonen??? Ich hätte ihnen nur eine andere Frequenz zugeordnet, bei gleicher Anzahl?!



2)"Helligkeit wird gemessen über die Anzahl der Photonen. Diese Menge an Photonen wird nun auf ihre Rotverschiebung hin untersucht und da die Wellen der Photonen auf dem Weg zu uns in die Länge gezogen werden, ergibt sich eine Strecke, die länger ist, als die Photonenmenge es hat erwarten lassen. (Aus der gemessenen RV ergibt sich eine Entfernung, die NOCH WENIGER Photonen hätte ankommen lassen können)."
Oder ist es sorum korrekt, das heißt die RV zeigt eine Strecke an, die länger ist, als die Anzahl der Photonen des Abfall der Helligkeit hätten erwarten lassen?

Ich merke grad, es geht um die alte Frage: Wer hat den Längeren? :D
Es geht mir garnicht darum, wer recht hat, ich wills nur verstehen, wo wir grad dabei sind. Aber ich verstehs immer weniger.

:S

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 01 Feb 2016 21:17 #2405

Man kann bei weit entfernten Objekten zwei Dinge messen: Die Rotverschiebung und die scheinbare Helligkeit.

Sternenlicht enthält immer bestimmte charakteristische Spektrallinien, ebenso wie Supernovas. Und anhand der Verschiebung dieser Spektrallinien kann man die Rotverschiebung ermitteln.

Die scheinbare Helligkeit kann zur Entfernungsmessung dienen, wenn man gleichzeitig die absolute Helligkeit kennt (oder glaubt zu kennen), wie bei Supernovas 1a.

Jetzt hat man gemessen, dass die ganz entfernten Supernovas eine geringere Helligkeit (=weitere Entfernung) haben, als sie für die entsprechende Rotverschiebung haben müssten.

Die Konsequenzen hieraus habe ich versucht, im Beitrag 2381 zu beschreiben.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 01 Feb 2016 21:29 #2407

Ich dachte echt, du würdest noch an dem Zuwachs der Zwischenräume knabbern :) Und das konnte ich nicht nachvollziehen...
Ok dann kann man wohl jeden meiner Beiträge auf dieser Seite getrost in die Tonne kloppen!
Ich danke dir! Da muss nachgearbeitet werden
:lol:

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 04 Feb 2016 17:46 #2447

  • ck.Pinhead
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Hallo, folgende Frage würde ich gerne noch einmal aufgreifen:

Je weiter wir blicken desto weiter blicken wir in die Vergangenheit. Wenn sich der Raum in einer grösserer Entfernung schneller ausdehnt als in einer kleineren Entfernung, dann deutet das doch eigentlich darauf hin, dass sich die Ausdehnung verlangsamt und nicht beschleunigt bzw. dass sie früher mal schneller war.


Ich habe es bisher immer so interpretiert und verstanden, dass wenn wir an den Rand gucken, quasi dem Urknall "entgegen" schauen, und dass die kosmische Hintergrundstrahlung sozusagen die "letzte oder erste" Auswirkung davon ist, die wir davon erkennen können. Ist das halbwegs korrekt?

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Letzte Änderung: von ck.Pinhead. (Notfallmeldung) an den Administrator

Ausdehnung ? Wie lange noch ? 04 Feb 2016 18:31 #2456

ck.Pinhead schrieb: Ich habe es bisher immer so interpretiert und verstanden, dass wenn wir an den Rand gucken, quasi dem Urknall "entgegen" schauen, und dass die kosmische Hintergrundstrahlung sozusagen die "letzte oder erste" Auswirkung davon ist, die wir davon erkennen können. Ist das halbwegs korrekt?


Ja. Je weiter entfernt Gegenstände sind, desto weiter schauen wir in die Vergangenheit. Die kosmische Hintergrundstrahlung sehen wir aus der Zeit, in der sich gerade die Strahlung von der Materie entkoppelt hatte. Der Grund für die Entkopplung ist, dass die Photonen zu der Zeit so niederenergetisch geworden sind, dass zuerst neutrales Helium und dann neutraler Wasserstoff stabil geworden sind.

Weiter zurück als die kosmische Hintergrundstrahlung können wir deshalb nicht schauen (schauen im Sinne von Photonen). Wir können nur aus der kosmischen Hintergrundstrahlung möglichst viele Informationen herausziehen.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 14:14 #7241

Ich möchte doch gerne eine Frage, die ich hier schon einmal geäußert habe, noch einmal im Ernst und ohne reißerische Attitüde vorbringen. Ich habe dazu, alles was in diesem Forum über Dunkle Energie gefunden habe, gelesen und auch alle Videos, derer ich zu diesem Thema habhaft werden konnte, angeschaut. Zu meiner speziellen Frage habe ich keine näheren Erläuterungen gefunden.

In der Inflation haben wir für eine gewisse Zeit ein skalares Feld konstanter Dichte, das einen negativen Druck generiert.

Für die beschleunigte Expansion des Universums sorgt eine konstante Energiedichte des Raumes. Diese konstante Energiedichte geht ebenfalls mit einem negativen Druck einher. (Es könnte sich auch um ein Skalarfeld handeln. Ob man bei der Untersuchung der Zustandsfunktion p (ρ) schon weiter ist, um diese Frage entscheiden zu können, weiß ich nicht. Für mich wäre der Gedanke schon naheliegend: Wenn schon bei der Inflation das Higgsfeld wirkt, warum nicht auch bei der Raumexpansion, salopp gesagt?)

Formal ist mir klar, dass bei einer adiabatischen Expansion eines abgeschlossenen Systems unter Erhaltung einer konstante Energiedichte aus dem Ersten Hauptsatz eine negativer Druck p = -ρ folgt. Mit ρ als konstante (Vakuum)- Energiedichte.

Ich weiß nun nicht (mangels eines Überblicks in moderner Theoretischer Physik), ob in anderen Felder der Physik, außer in der Kosmologie, ebenfalls ein negativer Druck auftritt.
Falls dies nicht der Fall ist, hätte ich starke Zweifel an den damit verbundenen Phänomenen.

Mir ist schon klar, dass der Analogschluß „wenn ein positiver Druck gravitativ wirkt, dann wirkt ein negativer Druck abstossend“ der Logik nicht entbehrt.

Meine Frage ist lautet nun:

Tut sich ein theoretischer Physiker mit einem solchen Analogschluss leichter, …. wenn die formale Evidenz (1. Hauptsatz) gegeben ist und wenn ein theoretisches Gebäude zu der Annahme einer konstanten Energiedichte auf Basis von Beobachtungen kommt?

Es ist ja oft so, dass die mathematische Formulierung von Naturgesetzen auch solche Phänomene umfasst, an die bei der Aufstellung des Naturgesetzes noch gar nicht zu denken war. Dieser Gedanke würde für den negativen Druck sprechen.

Aber …. so sehr ich den ersten Hauptsatz bei vielen Anwendungen nachvollziehen kann, den „Mechanismus“, der hinter dem negativen Druck und seiner Dunklen Energie steht, kann ich nicht nachvollziehen.

Ich wünschte mir an dieser Stelle so sehr eine kompetente Bemerkung, die mich etwas beruhigen könnte.

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 15:47 #7245

also, dieser negative druck von dem immer die rede ist, ist eigentlich das ungleichgewicht zwischen drücken.
das universum expandiert auch in das (!!!)"nichts" hinein, das vakuum bewirkt also einen positiven druck gegenüber dem "nicht seienden raum".
das brachte einige auf die idee, dass die vakuumenergie existieren muss, das ist allerdings nur ein eindruck, weil es sich hier um gespeicherte, potentielle energie handelt.
das ist übrigens gaßners spezialgebiet: die mexican hat theorie.

live must be a preperation for the transition to another dimension.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 16:42 #7250

anlehnend an meinen letzten beitrag möchte ich noch hinzufügen dass ich glaube: das universum wird auf alle ewigkeit expandieren.
die vorstellung meinerseits, dass sich die potentielle energie des vakuums ins "nicht seiende" ausbreitet, weil es druckmäßig und energetisch im "vorteil" ist, bestätigt die annahme, dass die gravitation das universum wahrscheinlich nicht wieder in einem big crunch zusammenziehen wird.
was sollte das universum und dessen expansion dazu veranlassen aufzuhören zu expandieren?
der punkt, an dem sich die expansionsgeschwindigkeit über der elektromagnetischen wechselwirkungsgeschwindigkeit, also c, befand, war klar, dass die gravitation nie die oberhand behalten wird.
das universum wird enden als ein quasi unendlich großer raum ohne sterne, nur einer gewaltigen materieansammlung im mittelpunkt

das sind so nummern, wo ich immer wieder den kopf schüttele, wenn ich mir darüber gedanken mache, weil es eigentlich so einfach erscheint, ist es aber nicht.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 17:00 #7253

Ich möchte noch einmal auf meine obige Frage hinweisen.

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 17:01 #7254

Ich möchte noch einmal auf meine obige Frage hinweisen. (zwei Beiträge weiter oben).

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 17 Jul 2016 21:38 #7260

Hallo Denobio,

Also, Druck ist Kraft pro Fläche, also N/m2. Oben und unten mit m erweitert, steht da :Nm/m3, und das ist Energie pro Volumen. Energie entspricht nach E=m x c2 einer Masse und Massen wirken, genauso wie Die Energie immer anziehend. So kennen wir das in unserer Welt. Das Universum, mit Massen angefüllt, sollte also verlangsamt expandieren und dabei immer langsamer werden. Das Gegenteil scheint aber der Fall zu sein. Man beobachtet eine zunehmende Expansionsgeschwindigkeit. Essollte also etwas geben, dass dem positiven Einfluss der Massen entgegen steht. Und jetzt setzen wir vor die positiv anziehende Masse ein Minuszeichen. Es steht für Abstoßung. Und jetzt gehen wir den gleichen Weg wie oben beschrieben rückwärts und landen dann bei negativer Energie und im letzten Schritt bei negativem Druck.
In unserer gewohnten Umgebung gibt es den so nicht. Den gibt es nur als Folge der kosmologischen Beobachtungen.
Unser Universum scheint also nicht vom Schwung zu leben, den der Urknall am Anfang den Dingen verliehen hat, sondern darüber hinaus eine raumzeitliche Eigenschaft zu besitzen, die für die Expansion auch jetzt noch ständig verantwortlich zeichnet. Diese negative dunkle Energie ist aber ein Rätsel, weil keiner weiß, was das für eine Eigenschaft der Raumzeit sein soll. Sie ist lediglich eine Folge kosmologischer Beobachtungen.
Ich meine, dass es noch lange dauern wird, bis man den Gesamtzusammenhang klar erkennen wird.
Grüße
Thomas

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Ausdehnung ? Wie lange noch ? 18 Jul 2016 11:05 #7262

Hallo Thomas,
herzlichen Dank für Deine Antwort. Mein Beitrag steht nur zufällig unter dem Thema "Ausdehnung wie lange noch?" Mir war wichtig, dass er unter der Rubrik "Dunkle Energie" steht. Ich wollte nicht länger unter meinem von mir eingeführten Thema "Pamphlet gegen die Dunkle Energie" schreiben, weil mir dies zu reißerisch war.

Zur Sache selbst. Dein entscheidender Satz war sinngemäß, das Phänomen negativer Druck sei erst mit den Theorien der Kosmologie aufgetaucht. Darum ging es mir. Und bei diesem negativen Druck landet man nicht zwangsläufig, sondern über verschiedene Interpretationsschienen.

Ich bin tief in den mathematischen Formalismus der Friedmann Weltmodelle eingestiegen. Von der Ableitung der Friedmannschen Expansions- und Beschleunigungsgleichung aus den Einsteinschen Feldgleichungen, Einführung der Dichteparameter, Expansionsgleichung mit Dichteparameter und Expansionsabhängigkeit, Beschleunigungsgleichung und allen anderen abgeleiteten Größen, Distanzen, Horizonten, Weltalter, Weltlinien, usw.

Vor Einführung der Dichteparameter landet man bei Friedmanngleichungen, die den Lambdaterm enthalten. Weil die Expansionsgleichung die Dichte der gravitativen Masse enthält, liegt es nahe, den Lambdaterm neu zu definieren und auf die gleiche Form zu bringen. Durch diese Substitution in der Friedmann Gleichung wird rein formal eine Energiedichte eingeführt. Diese Energiedichte zieht sich zusammen mit der Dichte des Staubs, der Strahlung (und dem Krümmungsterm) durch alle folgenden Gleichungen.

Der ganze „große mathematische Apparat der Kosmosausdehnung“ für die aus diesen Gleichungen abgeleiteten Größen und Betrachtungen (füllt über 300 Seiten in meiner mathematischen Beschreibung der Friedmann-Weltmodelle) arbeitet mit diesen Dichten und kommt insbesondere ohne den Begriff „negativer Druck“ aus.

Der negative Druck wird in einer zweiten weiteren Interpretationsschiene eingeführt.
Man interpretiert die zunächst formal eingeführte (d.h. formal definierte) Energiedichte als Energiedichte des leeren Raums. Nun hat man die Begriffe Raum, Energie und Expansion. Was liegt näher als den ersten Hauptsatz der Wärmelehre auf diese Größen in Form einer adiabatischen Expansion anzuwenden.

pdV + dE = 0 daraus erhält man p = -ρ

(Ich lasse bei den entsprechenden Größen die Indexkennzeichnung „lambda“ aus Gründen der Schreibvereinfachung weg. Übrigens: Wenn sich aus dem 1. Hauptsatz p = -ρ ergibt, dann ist die Dimensionsbetrachtung trivialerweise überflüssig, außer man will Laien was plausibel machen).

Fazit: Die Friedmann Weltmodelle funktionieren allesamt ohne die Interpretation der für den Lambdaterm eingeführten Energiedichte (des Vakuums) als negativem Druck.

Keine Frage, das so erhaltene physikalische Modell ist sehr plausibel. Vielleicht ist es auch nicht nur naheliegend, sondern mit einem physikalischen Blick mehr als wünschenswert, also fast zwingend, den Lambdaterm als Energiedichte zu interpretieren.

Wenn man dann aber überzeugt ist, dass man auf die so erhaltene Energiedichte den 1. Hauptsatz der Wärmelehre anwenden darf (soll, muss ?), dann handelt man sich den negativen Druck ein.

Für mich ist der negative Druck schwer zu verstehen, weil er sonst in der Physik nirgendwo auftaucht und , wie ich auszuführen versucht habe, in der gesamten weiteren mathematischen Ausformulierung der Weltmodelle nicht gebraucht wird.

Vielleicht hantiert die Fachwelt mit diesem Begriff aus einer gewissen Gewohnheit heraus.

Ich frage mich aber: Steckt nun im „negativen Druck“ eine tiefere physikalische Einsicht oder nicht?
Lieber Thomas, entschuldige, dass ich Dir vielleicht etwas Zeit stehle. Aber hier habe ich einen Punkt, der mein Physikempfinden stark tangiert.

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