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THEMA: Expandierende Raumzeit

Expandierende Raumzeit 18 Apr 2016 15:12 #5655

Robert, wenn ich das richtig verstanden habe passiert genau das in Schwarzen Löchern, der Raum fällt mit Ueberlichtgeschwindigkeit hinein, was zur Folge hat, dass kein Licht entkommen kann.

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Expandierende Raumzeit 18 Apr 2016 16:20 #5656

Hallo Com-ty

Laut Theorie wird der Raum nur gekrümmt und nicht verschluckt,auch bei SL.

"Das Wissen von heute ist nur der Übergang vom Wissen von gestern zum Wissen von morgen"-
"Wer nur auf alten Formeln herum kaut wird nie auf neue Ideen kommen."

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Expandierende Raumzeit 19 Apr 2016 08:38 #5675

ClausS schrieb:

Die Überlegung, dass die Vakkumenergie die Dunkle Energie sein könnte, ist nicht neu. In der Richtung wird geforscht. Die Berechnungen der Vakkumenergie ergeben nur um 120 Größenordnungen zu hohe Werte.

Was bewirkt denn eigentlich die Vakuumenergie im Universum? Wenn die sogenannte Dunkle Energie so gewaltig ist, dass sie Galaxien beschleunigt auseinander treibt und die Vakuumenergie 120 Größenordnungen höher ist, dann muss sie je etwas bewirken? Ich meine, sie kann sich ja nicht irgendwie verstecken und nichts bewirken.

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Expandierende Raumzeit 19 Apr 2016 13:30 #5678

Es verwundert mich, dass Hawkins & Co. eine riesige Argumentation darüber führten, ob Information in einem Schwarzen Loch verschwinden kann, weil das mit einem Anstieg der Entropie im Universum verbunden wäre. Auf der anderen Seite denkt aber anscheinend niemand darüber nach, dass dann zwingend das stetige Absinken der Entropie auch einen Anstieg von Information bewirken muss. Meine Hypothese:

Schwarze Energie sind 13,8 Mrd. Jahre aufgezeichnete Universumshistorie.

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Expandierende Raumzeit 23 Apr 2016 15:37 #5724

Nun habe ich zwar nicht alle Beiträge zu diesem Thema gelesen, aber mein Verständnis nach allem, was ich dazu bisher gelesen habe, ist schon auch, dass die Raumzeit generell im ganzen Kosmos einer Expansion unterworfen ist. Also auch innerhalb unseres Sonnensystems und unserer Galaxis expandiert die Raumzeit. Natürlich merken wir nichts davon, weil der Effekt auf so "geringe" Entfernungen nicht zum Tragen kommt (immerhin ja erst 70km/sek*MParc). Der die Expansion bremsende Effekt durch die Massenanhäufing innerhalb der Galaxis kommt dabei gar nicht ins Spiel. Mit anderen Worten, wir würden auf eine Entfernung von 100000 Lichtjahren, alos der Längsausdehnung der Galaxis, auch so gut wie nichts merken oder konkret in Zahlen: In einem Jahr expandiert ein auch leeres Gebiet von 100000 Lj Durchmesser somit nur um 63 Millionen KM und das sind halt nur knappe 7 Millionstel Lj.
Dennoch könnte auf ganz großen Skalen eine unterschiedliche Massenverteilung im Universum das Phänomen der beschleunigten Expansion erklären. Dann würde sich nämlich die Expansionsrate nicht über die Zeit geändert haben (früher langsamer, in den letzten Jahrmilliarden schneller), sondern die Erklärung läge im Raum. Das weit entfernte Licht käme aus Regionen mit höherer Massedichte als in unserer kosmischen Nachbarschaft. Dort musste es auf Grund der durch die höhere Massedichte gebremsten Expansion einfach länger laufen, um auf die gleiche Rotverschiebung zu kommen. Der Effekt wäre der gleiche als im anderen Fall, wo wir davon ausgehen, dass die Expansion der Raumzeit früher generell langsamer verlief als heute und das Licht länger damals unterwegs sein musste, um auf die heute von uns beobachtete Rotverschiebung zu kommen. Denn das war ja der Auslöser damals 1998 als Riess, Perlmutter und Schmidt darauf hinwiesen, dass Supernovas Typ 1a weiter weg sind als die Rotverschiebung vermuten ließ. Wenn also das All auf den allergrößten Raumdimensionen doch auch keine isotrope Massenverteilung hat, dann müsste man nicht unbedingt eine in der Zeit unterschiedlich starke Expansionsgeschwindigkeit annehmen, sondern könnte die Beobachtungen auch damit erklären, dass die Expansion mit konstanter Geschwindigkeit verläuft, aber in großräumigen Strukturen mit unterschiedlicher Materie- und Energiedichte unterschiedlich stark gehemmt wird. Diese Theorie gibt es, aber sie hat auch gewichtige Einwände gegen sich. Ich erinnere mich da dunkel an einen Artikel in Bild der Wissenschaft.
Wie auch schon von jemand erwähnt weiter oben scheint es auch so zu sein, dass die Dichte der dunklen Energie immer konstant bleibt. D.h, dann auch, dass es mal eine Zeit geben wird, wenn die Ausdünnung der übrigen Materie und Energie schon weit fortgeschritten sein werden, wo die dunkle Energie immer rasend schneller die Raumzeit zerreißen wird. Das Szenario des Big Rip. Dann wird mal die Größe eines heutigen Atoms innerhalb von einer Sekunde um 70km sich vergrößern. Wenn das kommt, dann bleibt im wahrsten Sinne des Wortes kein Auge mehr trocken, nicht mal das der Raumzeit :-)

Du musst auch im brennenden Haus deinen Frieden finden (zen-buddhistische Weisheit),...........denn alles Sein ist flammend Leid (Franz Marc)
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Expandierende Raumzeit 23 Apr 2016 18:03 #5726

Josef Wolferseder schrieb: Wie auch schon von jemand erwähnt weiter oben scheint es auch so zu sein, dass die Dichte der dunklen Energie immer konstant bleibt. D.h, dann auch, dass es mal eine Zeit geben wird, wenn die Ausdünnung der übrigen Materie und Energie schon weit fortgeschritten sein werden, wo die dunkle Energie immer rasend schneller die Raumzeit zerreißen wird. Das Szenario des Big Rip. Dann wird mal die Größe eines heutigen Atoms innerhalb von einer Sekunde um 70km sich vergrößern. Wenn das kommt, dann bleibt im wahrsten Sinne des Wortes kein Auge mehr trocken, nicht mal das der Raumzeit :-)


Wenn es so wäre, dass die Expansionsenergie pro Rauminhalt zeitlich konstant bleibt, würde daraus zwar eine beschleunigte Expansion resultieren, da das Raumvolumen ja stets größer wird. Einen Big Rip allerdings würde es in diesem Szenario niemals geben.

Ein Big Rip ist eine Hypothese, aber kein gesichertes Wissen.

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Expandierende Raumzeit 23 Apr 2016 20:15 #5727

ClausS schrieb:
Ein Big Rip ist eine Hypothese, aber kein gesichertes Wissen.


Dem stimme ich zu.

Ich warne davor, sich eine der vielen Hypothesen zur entfernten Zukunft des Universums herauszugreifen und darauf aufbauend weitere Hypothesen zu entwerfen, das führt zu nichts, außer zu noch mehr Spekulationen, man kann sich da leicht in etwas verrennen.

Zum anderen habe ich den starken Verdacht, dass Dunkle Materie, Dunkle Energie und die beschleunigte Ausdehnung (wenn es sie denn wirklich in dem jetzt festgestellten Maße geben sollte, was ja noch keineswegs als sooo sicher gilt) irgendwie miteinander zusammenhängen, wechselwirken oder voneinander abhängen.

Diese Rätsel zu lösen ist meiner Meinung nach drängender und aufregender als die Suche nach der vereinheitlichten Weltformel, eventuell ergibt sich aus der Lösung dieser Rätsel ein Riesenschritt in Richtung Weltformel?

Erste Frage: Was ist "Dunkle Materie"?

Zweite Frage: Was ist "Dunkle Energie"?

Dritte Frage: Was bewirkt die beschleunigte Expansion? (Falls die Beobachtungen stimmen sollten)

Schon die erste Frage lässt mich schaudern: Da soll es was geben, das zwar gravitativ wirkt, aber unsichtbar ist und eben keinerlei sichtbare Materie sein soll? Das heißt doch, selbst wenn wir Dunkle Materie vor uns hätten, könnten wir sie nicht sehen, nicht spüren, nicht detektieren? Allenfalls wiegen? Was soll denn DAS für nen Zeugs sein? Sind wir hier im Feenland?

An die Beantwortung der beiden übrigen Fragen traue ich mich erst gar nicht ran, ich kann mir darunter nichts vorstellen, was die Expansion bewirken soll, eventuell, wie Herr Gaßner mal gesagt hatte, gibt es die Dunkle Energie als solche gar nicht.


Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Expandierende Raumzeit 23 Apr 2016 23:32 #5735

ClausS schrieb:

Wenn es so wäre, dass die Expansionsenergie pro Rauminhalt zeitlich konstant bleibt, würde daraus zwar eine beschleunigte Expansion resultieren, da das Raumvolumen ja stets größer wird. Einen Big Rip allerdings würde es in diesem Szenario niemals geben. Ein Big Rip ist eine Hypothese, aber kein gesichertes Wissen.


Klar, natürlich ist der Big Rip nur eine Hypothese. Aber in Bezug auf das Ende des Universums haben wir auch nichts anderes als Hypothesen, außer einer von uns interviewt mal eine Stunde das fliegende Spaghetti-Monster zu diesem Thema und weiht dann die anderen Forenteilnehmer in die Geheimnisse ein :-)
Aber im Ernst, dass es aber innerhalb des Szenarios der beschleunigten Expansion niemals einen Big Rip geben könnte, ist selbst wieder reine Spekulation und so als Aussage nicht haltbar, wie ich meine.
Unter Wiki heißt es einleitend zu Big Rip:

Der Big Rip (englisch etwa für „Das große Zerreißen“, vereinzelt auch „Endknall“ genannt) ist in der Kosmologie neben dem Big Crunch („Das große Zusammenkrachen“) und dem Big Chill („Die große Abkühlung“, ewige Expansion, auch als Big Freeze oder Big Whimper bezeichnet) ein drittes hypothetisches Ende des Universums. Dabei nimmt die Expansionsrate, getrieben von einer wachsenden Phantom-Energiedichte, immer schneller zu und divergiert schließlich in dem Big Rip genannten singulären Ereignis. Die Phantomenergie ist eine Form der Dunklen Energie. Das Universum würde von den größten zu den kleinsten Strukturen zerreißen. Zuerst trifft es Galaxienhaufen, dann Galaxien, das Sonnensystem, die Erde, Atome usw.[1]
Nach dem Modell von Robert Caldwell (Dartmouth College, New Hampshire), Marc Kamionkowski und Nevin N. Weinberg aus dem Jahre 2003 würde eine kontinuierliche Expansion des Universums in sich selbst unter Umständen nicht ewig dauern, sondern könnte instabil werden und zu einem Big Rip entarten.

Beste Grüße
Josef

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Expandierende Raumzeit 23 Apr 2016 23:59 #5737

Kann jemand meine Frage beantworten oder ist sie nicht richtig gestellt?
Frage vom 19.April 08:38

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

Expandierende Raumzeitt 24 Apr 2016 00:48 #5740

Die DE ist ein Teil einer Modellvorstellung. Sie ist nötig, als Modellvorstellung, um die Beobachtungsdaten beispielsweise eines Satelliten Kepler zu erklären. In diesem Modell, gestützt auf die Daten, die aus der Hintergrundstrahlung gewonnen wurden, wird auf das Vorhandensein eines negativ wirkenden Drucks geschlossen. Negativer Druck oder negative Energie ist dabei gleichgültig, da beides das Gleiche ausdrückt. Wichtig ist das Vorzeichen. Negativ!
Negative Energie, was ist das?
Wenn man alle Energieformen, die anziehend wirken, also Masse, elektromagnetische Energieformen, starke Wechselwirkung und auch die sog. Dunkle Matetie subsumiert, dann bekommen die alle ein positives Vorzeichen. Sie wirken gravitativ anziehend.
Unter negativer Energie können wir uns im Augenblick nichts Vernünftiges vorstellen. Wir wissen nur, dass es etwas geben muss, das für die Expansion unseres Universums verantwortlich ist, aber leider nicht, was das ist.
Überlegungen dazu gibt es, aber keinen tragfähigen Zugang.
Grüße
Thomas

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 09:44 #5745

Thomas schrieb:

Wir wissen nur, dass es etwas geben muss, das für die Expansion unseres Universums verantwortlich ist, aber leider nicht, was das ist.


Jetzt muss ich noch mal spitzfindig sein. Die Expansion der Raumzeit selber ist ein Resultat des Urknalls, nur müsste sie - wie man vor 1998 glaubte - sich verlangsamen durch die gravitativen Effekte der Materie und Energie mit positivem Vorzeichen. Dass die Expansion nun auch noch beschleunigt erfolgt, ist eben das Problem, weshalb man die dunkle Energie postuliert hat. Was die Epizyklen des Ptolemäus waren, ist die DE vielleicht für die heutige Kosmologie. :-)
Das mit den 120 Größenordnungen verstehe ich so, dass nur nach den Modellrechnungen die kosmologische Konstante Lambda in der Gleichung der ART so hoch sein müsste, was aber natürlich in der Praxis nicht der Fall ist. Kürzlich habe ich gelesen, ein realistischer Wert dürfte wohl aus heutiger Sicht bei 0,7 liegen. Da lasse ich mich aber gerne belehren, wenn ich da etwas falsch verstanden habe.
@Thomas, welche Beobachtungsdaten von Kepler meinst du, die nur mit der DE erklärt werden können? Mit Kepler wird doch in erster Linie nach Exo-Planeten gesucht. Außerdem, falls du in diese Richtung denkst: Die minimale Anisotropie der Hintergrundstrahlung wird doch mit dem Inflationsmodell gut erklärt. Hat dieses Inflatonfeld, das sich kurz nach dem Urknall nach Entkopplung der Gravitations- und der starken Kernkraft bildete, etwas mit der DE zu tun? Ich glaube eher nicht. Es wäre mir neu.
Grüße Josef

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 13:07 #5753

Ja, klar, nicht der Kepler war es, sondern der Plank Satellit.
Aber wenn ich schon korrigiere, dann gleich vollständig.
Entdeckung der Hintergrundstrahlung: 1965 durch Penzias und Wilson, Der erste Satellit war dann Cobe, 1992. Es folgte WMAP 2003 und 2009 dann Plank.
DE und Inflatonfeld:
Die heutigen Werte für die DE - DM und Materieanteile liegt bei 68,3% DE, 26,8%DM und 4,9 % sichtbare Materie. Diese Verhältnisse waren früher ganz andere. Der DE -Anteil war viel geringer und die Anteile DM und sichtbare Materie waren deutlich höher.
Und soweit ich weiß, liefert hier die Hintergrundstrahlung auch Werte dazu. Ich finde nur im Augenblick die Quelle dazu nicht. Ich glaube aber, dass man mit Hilfe der HS und den thermodynamischen Gesetzmäsigkeiten die Anteilsverschiebungen im Lauf der Entwicklung bis heute genau nachvollziehen kann.
Grüße
Thomas

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 14:53 #5754

Danke, Thomas, für die Anmerkungen. Ganz gut und noch verständlich interpretiert Prof. Walter (ehemaliger D2 Astronaut) die Planck-Spektren in Bezug auf die Verteilung der einzelnen Materiearten und Energien. So ab Minute 45Min in der insgesamt 90minütigen Vorlesung.

www.servustv.com/de/Medien/Sterne-und-Ko...it-Professor-Walter3

Grüße Josef

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 17:52 #5756

badhofer schrieb: ClausS schrieb:

Die Überlegung, dass die Vakkumenergie die Dunkle Energie sein könnte, ist nicht neu. In der Richtung wird geforscht. Die Berechnungen der Vakkumenergie ergeben nur um 120 Größenordnungen zu hohe Werte.

Was bewirkt denn eigentlich die Vakuumenergie im Universum? Wenn die sogenannte Dunkle Energie so gewaltig ist, dass sie Galaxien beschleunigt auseinander treibt und die Vakuumenergie 120 Größenordnungen höher ist, dann muss sie je etwas bewirken? Ich meine, sie kann sich ja nicht irgendwie verstecken und nichts bewirken.


Soweit ich weiß, kann derzeit noch niemand diese Fragen wirklich beantworten.

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 18:00 #5757

udogigahertz schrieb: Erste Frage: Was ist "Dunkle Materie"?

Zweite Frage: Was ist "Dunkle Energie"?

Dritte Frage: Was bewirkt die beschleunigte Expansion? (Falls die Beobachtungen stimmen sollten)

Schon die erste Frage lässt mich schaudern: Da soll es was geben, das zwar gravitativ wirkt, aber unsichtbar ist und eben keinerlei sichtbare Materie sein soll? Das heißt doch, selbst wenn wir Dunkle Materie vor uns hätten, könnten wir sie nicht sehen, nicht spüren, nicht detektieren? Allenfalls wiegen? Was soll denn DAS für nen Zeugs sein? Sind wir hier im Feenland?


Pro Sekunde fliegen viele Milliarden Neutrinos durch Dich durch und Du merkst nichts davon (in der Regel keine einzige Wechselwirkung). Zum Glück für die Physik nehmen Neutrinos an der schwachen Wechselwirkung teil, so dass wir sie heute detektieren können.

Die Vorstellung von "Super-Neutrinos" (man verzeihe mir diese Wortschöpfung), die noch etwas weniger wechselwirken als die Neutrinos, erscheint mir daraufhin nicht mehr so exotisch.


Zu 2 und 3: Nach meinem Verständnis ist Dunkle Energie die versuchte Antwort auf Frage 2. Daher würde ich die Fragen 2 und 3 als eine Frage sehen, was uns der Antwort allerdings nicht näher bringt.

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Expandierende Raumzeit 24 Apr 2016 23:59 #5758

ClausS schrieb: [

Pro Sekunde fliegen viele Milliarden Neutrinos durch Dich durch und Du merkst nichts davon (in der Regel keine einzige Wechselwirkung). Zum Glück für die Physik nehmen Neutrinos an der schwachen Wechselwirkung teil, so dass wir sie heute detektieren können.

Die Vorstellung von "Super-Neutrinos" (man verzeihe mir diese Wortschöpfung), die noch etwas weniger wechselwirken als die Neutrinos, erscheint mir daraufhin nicht mehr so exotisch.


Das mit den Neutrinos ist mir bekannt, sie spielen übrigens eine ganz entscheidende Rolle bei den Supernovas (noväen?), indem sie just zum richtigen Zeitpunkt in einer so dermaßen großen Menge von der sterbenden Sonne ausgesandt werden, das sie der von der Sonne weggeschleuderten Substanz den letzten Kick geben, nicht wieder auf den letzten Rest der alten Sonne angezogen zu werden, sondern auf große Wanderschaft gehen können, um eines Tages wiederum zu neuen Sternen und Planeten "verbacken" zu werden. Nur auf diese Weise ist es möglich, dass es hier bei uns die schweren Elemente bis hin zum Gold geben kann.

Ich persönlich glaube nicht daran, dass Neutrinos oder hypothetische "Super-Neutrinos" die DM bilden, denn Neutrinos sind doch ziemlich masselos? Die beobachtbare äußerst schwache Wechselwirkung von Neutrinos hat doch nichts mit Gravitation zu tun?

Die DM sollte ja eben NICHT in irgendeiner Form mit irgendwas wechselwirken, ansonsten hätten wir davon doch schon etwas mitbekommen müssen?
Sie soll ja lediglich gravitativ wirken. Und das geht doch nur mit Masse?

Masse krümmt den Raum, das "Raum-Zeit-Gefüge", woraufhin die Gravitation nicht als eigene Kraft, sondern als Folge der Raumkrümmung entsteht.

Jedenfalls ist das mein Kenntnisstand.

Fazit: Ohne Masse keine Raumkrümmung, ohne Raumkrümmung keine Gravitation.

Wie können da sozusagen masselose Teilchen eine Wirkung haben?

Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Expandierende Raumzeit 25 Apr 2016 00:37 #5759

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Expandierende Raumzeit 25 Apr 2016 20:02 #5767

udogigahertz schrieb: Das mit den Neutrinos ist mir bekannt, sie spielen übrigens eine ganz entscheidende Rolle bei den Supernovas (noväen?), indem sie just zum richtigen Zeitpunkt in einer so dermaßen großen Menge von der sterbenden Sonne ausgesandt werden, das sie der von der Sonne weggeschleuderten Substanz den letzten Kick geben, nicht wieder auf den letzten Rest der alten Sonne angezogen zu werden, sondern auf große Wanderschaft gehen können, um eines Tages wiederum zu neuen Sternen und Planeten "verbacken" zu werden. Nur auf diese Weise ist es möglich, dass es hier bei uns die schweren Elemente bis hin zum Gold geben kann.

Ich persönlich glaube nicht daran, dass Neutrinos oder hypothetische "Super-Neutrinos" die DM bilden, denn Neutrinos sind doch ziemlich masselos? Die beobachtbare äußerst schwache Wechselwirkung von Neutrinos hat doch nichts mit Gravitation zu tun?

Die DM sollte ja eben NICHT in irgendeiner Form mit irgendwas wechselwirken, ansonsten hätten wir davon doch schon etwas mitbekommen müssen?
Sie soll ja lediglich gravitativ wirken. Und das geht doch nur mit Masse?

Masse krümmt den Raum, das "Raum-Zeit-Gefüge", woraufhin die Gravitation nicht als eigene Kraft, sondern als Folge der Raumkrümmung entsteht.

Jedenfalls ist das mein Kenntnisstand.

Fazit: Ohne Masse keine Raumkrümmung, ohne Raumkrümmung keine Gravitation.

Wie können da sozusagen masselose Teilchen eine Wirkung haben?


Das ist exakt auch mein Kenntnisstand. Die Neutrinos sind nicht die DM, da stimme ich Dir zu. Ich hatte sie nur als Beispiel für fast unsichtbare Teilchen gebracht. Durch die Existenz von Neutrinos erscheint mir die Existenz von DM Teilchen, die noch viel unsichtbarer sind, nicht mehr so unwahrscheinlich.

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Expandierende Raumzeit 26 Apr 2016 00:33 #5770

Hat den die Stringtheorie eine mögliche Erklärung dafür?
Es könnte ja sein dass DE nur die Energie bzw. Masse ist, die sich in höheren Dimensionen unserer Betrachtung entzieht...
Ich kann mich irgendwie mit weiteren Elementarteilchen nicht anfreunden...
Nein persönlicher Geschmack hat aber natürlich (leider) keinen Einfluss auf die Welt :P

Viele Grüße,
Nirusu

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Expandierende Raumzeit 26 Apr 2016 07:27 #5771

Was ich nicht verstehe ist wie es zu Kollisionen zwischen Galaxien kommen kann wenn sich doch der Raum zwischen den Galaxien ausdehnt...?
Oder versteh ich da was falsch?

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Expandierende Raumzeit 26 Apr 2016 08:31 #5772

AlexC schrieb: Was ich nicht verstehe ist wie es zu Kollisionen zwischen Galaxien kommen kann wenn sich doch der Raum zwischen den Galaxien ausdehnt...?
Oder versteh ich da was falsch?


Nun, das Universum dehnt sich relativ langsam aus. Wenn die gravitativen Anziehubgskraft also stärker ist, dann können Galaxien kollidieren.
Ein Flieger kann ja auch abheben, obwohl Gravitation wirkt.

Anders ausgedrückt:
Wenn A(g) > A(e), kollidieren Galaxien

A(g)=Anziehungs-Beschleunigung durch Gravitation

A(e)=Auseinanderdriften wegen Expansion

Hoffe, das hilft beim vorstellen.
Aber genau das ist der Grund, warum (relativ) wenige Galaxien kollidieren.

Viele Grüße,
Nirusu

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Expandierende Raumzeit 26 Apr 2016 22:49 #5774

Nirusu schrieb: Hat den die Stringtheorie eine mögliche Erklärung dafür?


Viele Grüße,
Nirusu


Die diversen String-Theorien haben sicherlich sehr interessante Möglichkeiten, alles nur denkbare zu erklären, man verschiebt einfach alles, was man sich in diesem Universum noch nicht schlüssig erklären kann, in eine der vielen, vielen Zusatzdimensionen, klatscht die Hände zusammen und ruft: "Fertig".

Das Dumme daran ist nur, dass bis jetzt noch keine einzige der vielen String-Theorien verifiziert wurde, noch nicht einmal falsifizieren lassen sie sich.

Also ist die Frage danach momentan wenig hilfreich.

@AlexC: Man muss bei der Betrachtung dieser scheinbaren Widersprüche die Entfernungsrelationen mit ins Kalkül ziehen:

Es gibt im Universum Anhäufungen von Galaxien, sogenannte Galaxiencluster, die sich gewissermaßen "auf engem Raum" (relativ gesehen) zusammenballen, unsere nächste Nachbar-Galaxie ist die Andromeda-Galaxis, die sich sogar auf uns zu bewegt und in einigen Milliarden Jahren mit unserer Milchstraße kollidieren und verschmelzen wird, des weiteren befinden sich noch andere Galaxien in unserer lokalen Gruppe.

Aber auch diese "lokalen Gruppen", von denen es sehr viel gibt, ballen sich wiederum auf einer noch größeren Skala zu sogenannten "Superhaufen" zusammen. Zwar sind die Abstände da jeweils nach menschlichen Maßstäben sehr groß, dennoch wirkt die Gravitation auf diesen Entfernungsskalen noch weitaus heftiger, als die allgemeine Expansion des Universums, diese wirkt sich nämlich erst in den wirklich leeren, dabei enorm großen Freiräumen zwischen den Superhaufen aus, man nennt diese großen Leerräume auch "Voids".

Nur in diesen riesigen Leerräumen dehnt sich der Raum aus, innerhalb der Superhaufen zwar auch, wirkt sich dort jedoch wegen der gegenseitigen gravitativen Anziehungskraft nicht aus, man merkt nichts davon.


Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Expandierende Raumzeit 27 Apr 2016 16:11 #5781

Hallo Community,

ich hab mir gerade nochmal die Lösung der Friedmanngleichung für ein "leeres Universum" angeschaut. Danach würde unser Universum tatsächlich exponentiell expandieren, nämlich mit a(t) = a0 x e hoch lamda t, wobei a für den euklidischen Raum steht und in dem Lambda die Materiedichte steckt. Jetzt haben wir aber Massen im Universum, gravitativ anziehende Massen, nämlich die uns bekannte Materie und die DM, zusammen etwa 30%. Sie scheinen der Expansion entgegen zu wirken. Da der Raum früher kleiner war, war die Massendichte höher. D.h. die Materie wirkte früher auf die Expansion dämpfender als heute. Sie verliert in Zukunft immer mehr an Einfluss auf die Expansionsdynamik. Nach dieser Vorstellung würde das Universum tatsächlich auf einen Big Rip zulaufen. Es würde den Raum buchstäblich zerreißen.
Andererseits haben die Messungen der Expansionsgeschwindigkeit mit Hilfe der Supernovas 1A aber auch eindeutig gezeigt, dass es die kosmische Zeitdilatation gibt, also nicht nur der Raum dehnt sich aus, auch die Zeit wird mit gedehnt. Sie verläuft in Zukunft immer langsamer. Siehe Video von Josef Gassner zur Lichtermüdung. Gegen Ende wird dort eine Grafik gezeigt, die diese Zeitdehnung eindeutig belegt, aus diesen Messungen abgeleitet.
Wie wirkt sich jetzt die Zeitdilatation auf die exponentielle Raumausdehnung aus? Mit andern Worten, der Raum expandiert immer schneller, aber die Zeit vergeht immer langsamer? Da könnte man ja auf die Frage kommen, wer gewinnt denn am Ende dieses Rennen?

Grüße
Thomas

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Expandierende Raumzeit 27 Apr 2016 23:12 #5786

Thomas schrieb: Wie wirkt sich jetzt die Zeitdilatation auf die exponentielle Raumausdehnung aus? Mit andern Worten, der Raum expandiert immer schneller, aber die Zeit vergeht immer langsamer? Da könnte man ja auf die Frage kommen, wer gewinnt denn am Ende dieses Rennen?

Grüße
Thomas


Äußerst interessanter Gedanke, das mit der Zeitdilatation als Gegenspieler zur exponentiellen Raumausdehnung.

Man sollte jedoch den guten Einstein nicht vergessen, denn der hat herausgefunden, dass alles relativ ist, das heißt, vor Ort ändert sich der Zeitablauf überhaupt nicht, lediglich ein entfernter Betrachter sieht oder misst diese Zeitdehnung.

Zum anderen sind unsere derzeitigen Beobachtungen am Rande der Sichtbarkeitsgrenze nun auch schon seit 13,8 Milliarden Jahren völlig veraltet, wie es dort heute, jetzt im Augenblick aussieht, wissen wir erst in weiteren 13,8 Milliarden Jahren.

Es könnte also gut sein, dass diese jetzt noch sichtbaren Bereiche inzwischen entweder hinter der Grenze der Sichtbarkeit aufgrund der beschleunigten Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit entschwunden sind oder es dort sogar schon zu einem Big-Rip gekommen ist, alles ist auseinandergeflogen. Sobald wir davon Kenntnis genommen haben, ist es mit unserer Existenz aber auch schon vorbei.

Das ganze ist mir unheimlich.


Grüße
Udo

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Expandierende Raumzeit 28 Apr 2016 01:05 #5789

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Expandierende Raumzeit 28 Apr 2016 17:37 #5795

Udo schrieb:

Nur in diesen riesigen Leerräumen dehnt sich der Raum aus, innerhalb der Superhaufen zwar auch, wirkt sich dort jedoch wegen der gegenseitigen gravitativen Anziehungskraft nicht aus, man merkt nichts davon.


Nun, dass man davon nichts merkt, das stimmt doch so nicht, oder? Auch in den Superhaufen dehnt sich die Raumzeit aus, nur halt langsamer durch die gravitative Wirkung der Materie und Energie. So zumindest bisher mein Verständnis. Nur so ist es erklärbar, dass bis auf wenige Galaxien in der näheren kosmischen Nachbarschaft doch alle Objekte bereits eine Rotverschiebung aufweisen. Jene, die eine Blauverschiebung haben, wie die Andromedagalaxie, bewegen sich IM Raum aufgrund der gravitativen Wirkung auf uns zu und wir auf sie.
Noch eine Anmerkung: Da es ja nun doch Unterschiede der Raumzeitexpansion gibt, je nachdem wie leer oder Materiereich die Gegend ist, müsste dann nicht eigentlich die Hubblekonstante auch variieren? Der immer angegebene Wert von ca. 70 km/(MParc*Sek) wäre dann wohl nur als Mittelwert zu verstehen.
Grüße Josef

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Expandierende Raumzeit 28 Apr 2016 19:51 #5800

Die Hubblekonstante berücksichtigt nicht die individuelle Geschwindigkeit der Galaxien. Bei sehr sehr großen Entfernungen spielen die individuellen Geschwindigkeiten gegenüber der allgemeinen Raumausdehnung keine Rolle mehr. Bei kürzeren Entfernungen (beispielsweise innerhalb eines Galaxienhaufens) können die individuelle Geschwindigkeit der Galaxien gegenüber der Raumausdehnung dominieren.

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Expandierende Raumzeit 28 Apr 2016 22:31 #5803

Das ist mir schon klar, dass die Hubblekonstante nichts mit der Geschw. der Galaxien im Raum zu tun hat. Meine Frage in Bezug auf die Hubblekonstante ist, ob die Raumausdehnung selber innerhalb der Galaxienhaufen durch die gravitativen Kräfte der Massen merklich gebremst wird, sodass hier eine andere Ausdehnungsrate vorliegt als in den großen Leerräumen und somit auch von einem anderen Hubblewert auszugehen ist. Die individuellen Bewegungen der Objekte im Raum selber durch Gravitation, wie die gegenseitige Annäherung der Galaxis und der Andromedagalaxie, sei da mal außen vor. Bei meiner Frage möchte ich nur auf die Expansion der Raumzeit selber sehen, mal in einem leeren Raum (Void), mal in Galaxienhaufen.
Grüße Josef

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Expandierende Raumzeit 29 Apr 2016 00:39 #5807

Hallo Josef,
Ich glaube verstanden zu haben, was du meinst. Dahinter steckt die Frage, wie bremst Masse und damit verbunden die Krümmung der Raumzeit die Expansion derselben.
Wenn das Universum gemäß der Plankdaten extrem flach ist, also die Winkelsumme in extrem großen Raumdreiecken 180 Grad entspricht, dann spielt eigentlich die Masse keine große Rolle im Universum, sollte man meinen. Aber ein % Anteil von 30% ist dann doch ein nicht zu vernachlässigender Anteil.
D.h. Der Materieanteil und der DE-Anteil stehen in einer Wechselwirkung, die in einer nicht eindeutig bestimmbaren Form das Expansionsgeschehen dominieren. Die Massen krümmen zwar örtlich die Raumzeit, aber auf großen Skalen tun sie das nicht. Das ganze ist ja flach. Woher kommt also die Bremswirkung? Die Frage hab ich mir auch schon gestellt, ohne eine schlüssige Antwort darauf zu bekommen.
Solange wir nicht wissen, woraus die DM und die DE wirklich bestehen und in welchem Abhängigkeitsverhältnis sie tatsächlich stehen, können wir nur vermuten und spekulieren.
Tatsache scheint aber zu sein, dass die auseinandertreibende DE an Boden gewinnt.
Das deutet darauf hin, dass die Materieanteile mit ihrer Raumzeitkrümmung in keinerlei Wechselwirkung stehen mit der DE, außer über die raumzeitlichen Dellen, die sie im Meer diese auseinandertreibenden DE verursachen.
Bildlich gesprochen ist das etwa so: was kümmert es eigentlich ein mehrere Quadratkilometer großes Gummituch, das gedehnt wird, wenn ein paar Sandkönner drauf liegen? Oder liegt doch mehr Sand auf dem Gummituch? Aber wie kann die Raumzeit dann heute als flach beobachtet werden? 30% Sand müssten das Gummituch doch ganz schön eindellen. Also das fordert meine Vorstellungskraft auch gewaltig. Ich brings noch nicht zusammen.
Das war jetzt der beschreibende Versuch, eine Vorstellung davon abzugeben, woran ich mich derzeit reibe.
Grüße
Thomas

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Expandierende Raumzeit 29 Apr 2016 10:03 #5810

Nachtrag:
Jetzt weiß ich, wo der Denkfehler liegt. Die Geometrie der Raumzeit ist nicht flach, wenn dieselbe materiefrei ist, sondern dann, wenn die Raumzeit eine gewisse, gerade richtige Materiedichte enthält. Wenn also Omega m und Omega Lamda von 0 verschieden sind.
Oder noch anders geschrieben: wenn gilt: Omega Materie + Omega DM + Omega DE = 1. dann ist die Raumzeitgeometrie flach.
Aus den Plankdaten erhält man recht gute Werte für die ersten beiden Omegas. Setzt man die in die obige Gleichung ein, liefert das den Wert von 69% Anteil für die DE.
Diese Friedmanngleichung liefert auch einen recht guten zeitlichen Verlauf der Expansion. Man kann zeigen, dass das Universum die ersten 8 Mrd Jahre gebremst expandierte und seit knapp 6 Mrd. Jahre beschleunigt expandiert.
Und das wiederum stimmt überraschend gut mit den Supernova 1A Beobachtungen überein.
Grüße
Thomas

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