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THEMA: Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen??

Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 05 Jul 2017 23:04 #16660

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Thomas schrieb:

„Er löste also lediglich die Einsteingleichungen ohne Lamdaterm.
Heraus kamen drei möglich, Unterscheidbare Fälle dieser Dynamik:

1. das Universum expandiert, kommt zum Stillstand, kehrt um und wird erneut zu einer Singularität
2. das Universum kommt in der Unendlichkeit zum Stillstand
3. das Universum expandiert immer und kommt nie zum Stillstand“


>
Ersteres war die populäre und logische Meinung bis 1998, nicht wahr? (Wenn man „Fallobst“ hochwirft, passiert genau das, es fällt wieder herunter.) -
IST 1. NOCH RELEVANT?
Seitdem glauben viele Wissenschaftler an 2. oder 3. bzw. an „Multiversen“ in verschiedener Form.
Das Universum „erfriert“, wie Herr Lesch sagt: „Die Lichter werden irgendwann ausgehen.“
Wenn ich meine persönliche Meinung sagen darf: Ich will die Option „erfrieren“ keineswegs ausschließen, aber seitdem ich dieses HRD Video sah, glaube ich an ein Universum, das sich, zumindest in Regionen, mittels Selbstorganisation dynamisch weiterentwickelt und recyceln kann.

THX!10,
bye-bye,
Chalawan2000

PS: Heißt es für dich "unendliches" Universum, "unendliche" Raumzeit?
(Ich verstehe deinen Hinweis vielleicht nicht richtig.)

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 05 Jul 2017 23:31 #16663

  • Ropp
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Hi Thomas,

Thomas schrieb: In dem Zusammenhang wurden hier schon oft die Friedmann Gleichungen genannt.
Vielleicht ist es ja nützlich, darauf hinzuweisen, dass Alexander Friedmann nur eines gemacht hat. Er hat den Lamdaterm in der Einsteingleichung gleich null gesetzt.
Einstein hatte diesen Term eingefügt, weil er nur dadurch ein statisches Universum erreichen konnte. Für ihn war das Universum zur damaligen Zeit unendlich und unveränderlich.
Später hat er sich selber korrigiert und soll das Einfügen dieses Terms als seine größte Eselei bezeichnet haben.
Friedman hat also Lamda gleich null gesetzt und damit das Universum wieder dynamisch werden lassen.
Er löste also lediglich die Einsteingleichungen ohne Lamdaterm.


Ich korrigiere dich natürlich äußerst ungern, jedoch ist nicht richtig was du schreibst.
Alexander Friedmann findet 1922 dynamische Lösungen der Allgemeinen Relativitätstheorie für ein homogenes und isotropes Universum. Vermutlich findet er sie sogar nur unter dem Eindruck, dass Einstein mit der kosmologischen Konstante 1917 linkseits der Feldgleichungen eine "energieartige Komponente", die theoretisch in das Geschehen eingreift, eingeführt hat.
Das bleibt der Status bis 1931. Zwar ist ab 1926 klar, das alle Galaxien von uns weg fliegen, Einstein tut sich an der Stelle aber wohl schwer mit der Akzeptanz.
Wie geschrieben macht er sich aber 1931 ans Werk.
Dazu notiert er im Sitzungsbericht der Preußischen Akademie der Wissenschaften vom 16.04.1931: "Unter diesen Umständen (Anm: Observation der flüchtenden Spiralnebel) muss man sich die Frage vorlegen, ob man den Tatsachen ohne die Einführung des theoretisch ohnehin unbefriedigenden λ-Gliedes gerecht werden kann."
Lambda verschwindet dann bis Mitte der Neunzigerjahre in der Schublade und an seine Stelle tritt die kinetische Energie des Urknalls.
Abgebildet wird das Geschehen in der Systematik der dynamischen Lösungen der Friedmann-Kosmologie und zwar dergestalt, dass man die aus der Allgemeinen Relativitätstheorie gewonnene Metrik einfach bei t0 starten und dann gleichmäßig aus einer Singularität wachsen lässt.
Entsprechend hat man dann, als man in den Neunzigerjahren die Observation von Supernova 1a angeht, die Erwartung entweder eine gleichmäßige Ausdehnung des Universums oder aber eine Abnahme der Ausdehnungsgeschwindigkeit zu beobachten.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 05 Jul 2017 23:45 #16664

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Josef M. Gaßner schrieb: So, jetzt habe ich einen Text "Friedmann-Gleichung und negativer Druck" in die Wissensbox eingefügt, in der Hoffnung, dass er bei den grundsätzlichen Fragen weiter hilft.

Leider seh ich ihn dort nicht. :-(
Gehts nur mir so?
Gibt es einen Beschwörungstanz, mit dem es vielleicht doch noch klappt?:-)

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 00:06 #16665

Hallo Ropp,
du darfst mir gerne widersprechen und musst dich dafür nicht entschuldigen.
Allein mir fehlt die Erkenntnis, worin dein Einwurf der Unrichtigkeit meiner Darstellung eigentlich besteht.
Dass du die historischen Begebenheiten noch detaillierter schilderst, finde ich super.
Aber wo genau habe ich etwas Unrichtiges geschrieben?
Homogen und isotrop ist das statische wie auch das dynamische Modell, solltest du das gemeint haben. Aber wie gesagt, mir ist die Unrichtigkeit nicht klar.
Grüße
Thomas

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 00:21 #16666

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Hi Thomas,
Du schriebst

...dass Alexander Friedmann nur eines gemacht hat. Er hat den Lamdaterm in der Einsteingleichung gleich null gesetzt.

Das ist nicht korrekt. Einstein hat die kosmologische Konstante selbst ausrangiert. Alexander Friedmann war da übrigens schon sechs Jahre tot.
Dann schreibst du weiter:

Friedman hat also Lamda gleich null gesetzt und damit das Universum wieder dynamisch werden lassen.
Er löste also lediglich die Einsteingleichungen ohne Lamdaterm.

Ich schrieb:

Vermutlich findet er sie (Anm: die dynamischen Lösungen) sogar nur unter dem Eindruck, dass Einstein mit der kosmologischen Konstante 1917 linkseits der Feldgleichungen eine "energieartige Komponente", die theoretisch in das Geschehen eingreift, eingeführt hat.

Dergestalt würde ich es aufs Wesentliche eindampfen. :-)

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 00:47 #16667

Hallo Ropp,
Jetzt widerspreche ich.
Dass Einstein sein Lamba selbst entfernt hat, nach Friedmanns Tod, stimmt.
Aber trotzdem hat Friedmann die Dynamik in seine Weltmodelle nur deshalb bringen können, weil er Lamda wieder zu Null werden ließ.
Dein zweites Argument, dass du mich der Unrichtigkeit bezichtigst, kommt eher einer Vermutung gleich, denn gesicherten Wissens..
Dein Satz beginnt mit : Vermutlich findet er sie sogar nur unter dem Eindruck....
Vermutungen, wie es historisch genau gewesen sein mag, helfen da jetzt wenig.
Wichtig ist hier, den Unterschied herauszuarbeiten, den die Einsteingleichungen mit oder ohne Lamdaterm liefern.
Und der heißt: statisch oder dynamisch.
Grüße
Thomas

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 01:13 #16668

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Hi Thomas,

Hallo Ropp,
Jetzt widerspreche ich.
Dass Einstein sein Lamba selbst entfernt hat, nach Friedmanns Tod, stimmt.
Aber trotzdem hat Friedmann die Dynamik in seine Weltmodelle nur deshalb bringen können, weil er Lamda wieder zu Null werden ließ.

Gut, Ich meine, was wir ausgetauscht haben, ist für jene, die sich einerseits mit den geschichtlichen Aspekten diesbezüglich und andrerseits mit der Friedmann-Kosmologie auskennen, aufschlussreich. Und dem Rest(bestimmt nicht der kleinere Teil des Publikums)ist es wohl auch egal, so dass wir hier doch beide gut dastehen. :-)

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 01:39 #16669

Hallo Ropp,
es geht doch nicht ums gut Dastehen.
Sondern ob die Argumente stimmig sind. Und in den Kontext passen.
Du scheinst zu meinen, ich sei betroffen von den Ereignissen der letzten Tage hier im Forum und möchte jetzt wieder gute Mine zum bösen Spiel machen.
Dem ist nicht so. Ich kann genau beurteilen, was sich da ereignet hat.
Ich will das aber nicht weiter kommentieren. Wie gesagt, Schwamm drüber.
Im Vordergrund steht unsere Liebe zur Naturwissenschaft. Und dieser möchte ich Vorschub leisten.
Das ist die Motivation unseres ganzen UWL -Teams.
Das kann man eindrucksvoll am Engagement von Josef erkennen, der trotz seiner Arbeitsbelastung hier mit viel Aufwand sich selber befriedend ins Zeug legt.
ich hoffe mit Erfolg
Grüße
Thomas

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 06:42 #16672

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Hallo Thomas und Ropp,

nur zur historischen Klarstellung:

Einstein hat den lambda-Term zwar schon 1917 eingeführt, Friedmann ist aber tatsächlich von der "ursprünglichen" Version der Theorie ausgegangen, also ohne Lambda-Term.

Gruß,
Lulu

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 09:21 #16675

so, Mustafa hat meinen ausführlichen Antwortversuch zu negativem Druck, der Entwicklung des Kosmos und dem Energieerhaltungssatz in der Wissensbox eingestellt: "Friedmanngleichung und negativer Druck". Ich hoffe, das trägt zur Entwirrung bei... Ich habe generell das Gefühl, dass die Beiträge in der Wissensbox viele Fragen im Forum beantworten...
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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 10:01 #16676

Cyborg schrieb: Zur End- oder Unendlichkeit:
Also gut, noch mal von vorne: Der Mainstream in der Kosmologie nimmt mit hoher Wahrscheinlichkeit an:
Endlich in der Zeit, Beginn vor knapp 14 Milliarden Jahren.
Expansion der Raumzeit, sehr wahrscheinlich beschleunigt.
Aber bezüglich seiner räumlichen Ausdehnung ist es völlig offen, ob endlich oder unendlich. Die extreme Flachheit deutet eher auf unendlich hin, aber bei einer nicht mehr messbaren winzigen Krümmung wäre es dann zwar extrem groß, aber doch endlich.
Stimmt die Urknalltheorie im klassischen Sinne, dann wäre bei Unendlichkeit eben auch bereits das im All von 0 bis 10-43 Sekunden unendlich gewesen. Jeder Punkt dieses damaligen exotischen Zustandes dehnt sich seitdem aus. Etwas unendlich großes kann sich dehnen und schrumpfen wie es will, es bleibt unendlich groß.


Nichts anderes habe ich ebenfalls geschrieben. Warum bist du damit nicht einverstanden? Weils von mir kommt?

Merkwürdig.


Grüße
Udo

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 10:06 #16677

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Guten Morgen zusammen,

@Lulu: Danke für die Ergänzung!
@ Thomas: na guck, da muss sich keiner schämen. :-)
@Josef Gaßner: Nochmal danke für den Einsatz!

Ich möchte mal "Gesamtenergie Null" aufgreifen:

Josef M. Gaßner schrieb: Warum ist die Gesamtenergie null? Weil wir in einem flachen Universum leben, dh. die beiden konkurrierenden Potentiale der Expansion und der Gravitation halten heben sich zu null weg.

Für ein statisches Universum leuchtet mir das sofort ein. Für ein expandierendes Universum tue ich mich da - auch wenn Lambda rechts steht - schwer. Denn diese Potentiale heben sich ja eben nicht einfach gegenseitig weg, sondern der Anteil von Materie und Strahlung wird immer kleiner gegenüber der Dunklen Energie.
Anmerkung: beziehungsweise eine anmerkende Frage: Ist es, wenn Lambda rechts steht, nicht fast egal, ob sich da was weghebt? Ist ja dann beides Teil der Gesamtenergiedichte.
Ist es denn breite Folklore in der renommierten Wissenschaft bezüglich eines expandierenden Universums, für das man aufgrund von gemessener Flachheit einen Zustand kritischer Dichte annimmt, dann gleichzeitig von Gesamtenergie Null zu sprechen?
Beispielsweise bügelt Christof Wetterich - ein sicherlich nicht völlig unrenommierter Kosmologe aus Heidelberg und Träger des Max-Planck-Forschungspreis - hier im Video (1:22:10) einen vorwitzigen Naseweis im Studentenalter runter, der sich nach Energieerhaltung in einem expandierenden Universum erkundigt, indem er sinngemäß wissen lässt, Energieerhaltung in der Kosmologie gebe es nicht.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 10:12 #16678

ClausS schrieb:

udogigahertz schrieb: Meiner Meinung nach eben nicht, das Universum kann nur endlich sein, da es mit dem Urknall einen Anfang hatte.

Ich bin gespannt, wie du diese These ad absurdum führen willst. Kein Urknall?

Da das Universum jedoch zeitlich endlich ist, MUSS es zwingend daraus folgend auch endlich in seiner Größe sein.

Wie willst du das nun sachlich widerlegen?


Wir wissen nicht, wie unser Universum entstanden ist. Wir kennen den Mechanismus des Urknalls nicht. Daher ist die Endlichkeit des Universums eine Annahme, die am ehesten den menschlichen Erfahrungen und unseren bisherigen physikalischen Kenntnissen entspricht. Als gesichertes Wissen würde ich es aber nicht bezeichnen.


Ja und? Wir kennen den Mechanismus des Urknalls nicht, das ist mir bekannt. Dennoch sind sich alle seriösen Wissenschaftler darin einig, DASS es diesen Urknall gab.

So, jetzt meine daraus abgeleitete logische Schlussfolgerung: Da es einen Anfang gab (dessen Mechanismus wir nicht kennen), MUSS es auch ein irgendwie geartetes Ende geben, es mag sich je nach Modell sehr lange, sehr, sehr lange hinauszögern, aber es wird ein Ende geben, irgendwann, am Ende aller Zeiten.

Wenn "alles, was ist" jedoch aus einer Singularität hervorgegangen sein soll, was ebenfalls alle seriösen Wissenschaftler annehmen, KANN auch die Masse unseres Universums NICHT unendlich sein, sie ist sehr groß, sehr sehr groß, aber letztlich NICHT unendlich.

Für mich ist das alles "nach gegenwärtigem Stand er Wissenschaft" als gesicherte Erkenntnisse anzusehen. Wäre es anders, würde unser bisheriges Wissen darüber absolut nichts bedeuten, wir würden uns hier eine Geisterdebatte liefern. Die bisherigen Erkenntnisse aus der Kosmologie weisen jedoch darauf hin, dass es so ist, wie von mir beschrieben.

Ich verstehe nicht, wieso man daran Zweifeln sollte. Wenn eines Tages neue Erkenntnisse zutage treten, die das bisherige Gedankengebäude über den Haufen werfen, wird man eben umdenken müssen, wie schon so oft in der Wissenschaftshistorie, zur Zeit jedoch deuten ALLE neuen Erkenntnisse darauf hin, dass meine Schlussfolgerungen richtig sein könnten.

Zweifelst du etwa an der Seriosität der versammelten Wissenschaftselite?

Grüße
Udo

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 11:06 #16679

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udogigahertz schrieb:

Meiner Meinung nach eben nicht, das Universum kann nur endlich sein, da es mit dem Urknall einen Anfang hatte.
Da das Universum jedoch zeitlich endlich ist, MUSS es zwingend daraus folgend auch endlich in seiner Größe sein.[/color]


Hallo Udo!


Wieso MUSS das Universum „endlich“ sein, nur weil es einen Anfang hat???
Das ist nicht plausibel. Da leuchten mir ClausS‘ Worte sofort ein: Man muss die Frage OFFEN LASSEN!
Von MUSS kann also keine Rede sein.
Die Zeit begann mit dem Urknall, bessergesagt, die Raumzeit.
Sie ist ein Pfeil, ein Strahl und KÖNNTE insofern immer-weiter-gehen wie man eine 0 an die andere der Natürlichen Zahlen anfügen kann.
Bye,
Chalawan2000

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 11:06 #16680

@Ropp: Ich kommentiere grundsätzlich keine fremden Videos oder sonstige Beiträge im Internet - jeder ist für seine Inhalte selber verantwortlich und ich möchte mich auf keinen Fall zu einer selbsternannten Instanz aufschwingen, die andere Beiträge abkanzelt...

Damit wir in diesem Thread endlich eine gemeinsame Diskussionsbasis finden - weg von "ich könnte es mir aber auch so vorstellen", habe ich einen ausführlichen Beitrag erstellt. Deshalb meine Bitte um konkrete Fragen/Argumente hierzu: Welche Ausgangsbasis, welche Gleichung und welche Schlussfolgerung ist noch unklar?
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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 11:44 #16682

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Tutorial „Friedman Gleichung und negativer Druck“

Herzlichen Dank99 für Ihre Mühe, Herr Gaßner!

Das WUNDERBARSTE ist, dass Sie den 1. HS der TD bewahren! (Woran sollte man sich auch sonst halten.)

Darf ich fragen?
-„Ideales Quantengas“ wird durch das sog. Van-der-Waals-Gas beschrieben – Spielen im Universum Van-der-Waals-Kräfte eine Rolle?
-Wenn Sie bei der Umwandlung von Energie in Masse mit Umrechnungsfaktor c2 rechnen, bedeutet das auch, der Raum selbst kann sich mit Überlichtgeschwindigkeit vergrößern?
-Gibt es für das Ideale Gas UNIVERSUM – weil es keine „Wände“ aufweist, eine spezielle Definition?

Mit physikalischen Grüßen,
Chalawan2000

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 11:55 #16683

1.) Van-der-Waals-Kräfte beruhen im wesentlichen auf der Möglichkeit, Bestandteile eines Gases zu polarisieren - wie das bei atomaren und molekularen Bestandteilen der Fall ist. Unser Modell besteht aus punktförmigen Galaxien, die sich nicht entsprechend polarisieren lassen. Ergo: nein

2.) Das Argument verstehe ich nicht - wo sehen Sie in der Gleichung E = m c^2 eine Raumexpansion mit Überlichtgeschwindigkeit? Unabhängig von Ihrer Frage gibt es natürlich ein Entfernungsmaß, das sich mit Überlichtgeschwindigkeit vergrößert - wir haben ja keine Begrenzung eingeführt. Die Gerade im Hubblediagramm steigt streng monoton an. Objekte, die weit genug von uns entfernt sind, weisen eine beliebig hohe Fluchtgeschwindigkeit auf. Auch hierzu haben wir bereits einen eigenen Beitrag in der Wissensbox...

3.) Das Universum als Ganzes nennt man Kosmos.
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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 12:01 #16684

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E=mc^2
E und m sind umwandelbar
Mit c^2?
Meine (falsche) Schlußfolgerung: c^2=gibt es entgegen Einsteins Aussage im Universum.

Danke

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 13:03 #16685

Frage zum Konzept des Universums als ideales Gas:

Wie kommt man vom Allgemeinen Gasgesetz auf Gleichung "0"? Wie kann man sich das herleiten?

Beste Grüsse

Michael

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 13:44 #16688

Gleichung 0 beschreibt die gravitative Wirkung des sphärisch symmetrischen Volumenelements auf eine Probemasse m auf seiner Oberfläche. Völlig analog zu einer Probemasse auf der Erdoberfläche...

Kraft = Masse mal Beschleunigung und Beschleunigung ist die zweite Ableitung von R nach der Zeit. Die Masse der Kugel ergibt sich dann durch Volumen mal mittlere Dichte.

Das ideale Gas benötigen wir erst später, wenn es um die Zustandsgleichungen der Bestandteile geht.
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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 14:00 #16689

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Nur falls Sie es hören möchten:
Mir ist erst JETZT so richtig klargeworden, dass sich ohne DruckUNTERSCHIEDE gar nichts bewegt.
thanks a lot again, a million or two!
Chalalalala

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 18:41 #16690

Zwei Frage zu den thermodynamischen Zustandsgleichungen. Aus der Thermodynamik sind mir eigentlich nur Gleichungen mit Temperatur und Boltzmann-Konstante geläufig.

Müsste bei der Materie-dominierten Phase nicht zumindest die Temperatur berücksichtigt werden?

Wie leite ich aus der Energiedichte des Vakuums einen Druck ab. "Druck" im klassischen Sinne hat doch immer mit der Bewegung von Teilchen (also Temperatur) zu tun. Was verursacht den Druck im Vakuum? Sind es die Vakuum-Fluktuationen? Oder ist der Begriff "Druck" hier nicht ganz treffend?

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 18:45 #16691

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Thomas schrieb:

1. das Universum expandiert, kommt zum Stillstand, kehrt um und wird erneut zu einer Singularität
2. das Universum kommt in der Unendlichkeit zum Stillstand
3. das Universum expandiert immer und kommt nie zum Stillstand

Exakt ausgedrückt stimmt die Aussage 2 so nicht. Zum Stillstand käme es auch dann nicht, aber die Expansionsgeschw. würde gegen null konvergieren.

Die Bezeichnung der y-Achse der Grafik auf Seite 5 ist m.E. irreführend. Es müsste nicht "Größe des Universums", sondern "Raumexpansion des Universums" heißen. Denn "Größe des Universums" könnte falsch verstanden werden als absolute Größe des Universums, womit auch latent ausgesagt wäre, dass es bezüglich seiner räumlichen Ausdehnung endlich ist. Und die Frage, ob räumlich endlich oder unendlich, ist offen und zumindest im Moment nicht beantwortbar.

Warum aber bei konstanter Vakuumdichte und einem nicht statischen, sondern expandierenden Universum die Energie gleichbleiben soll, erschließt sich mir nicht. Daraus folgt auch, dass mir schleierhaft ist, warum dann die Gesamtenergie null sein soll. Aber gut, das nehme ich so hin, halte aber die Argumentationsweise von Christoph Wetterich aus dem Vortrag, den Ropp verlinkt hat, für plausibler.
Ich habe es oben schon mal geschrieben, wiederhole es aber noch mal:
In einem Artikel in Spektrum d. Wissenschaft im Februar 2008 von Cliff Burgess und Fernando Quevedo (ehemalige Doktoranden von Steven Weinberg) über Kosmologie (Schwerpunkt Stringtheorie, Branen, Calabi-Yau-Raum etc) stand folgende Spekulation: "Der Stringtheorie zufolge besitzt der Raum neun Dimensionen, durch die sich zahlreiche Paralleluniversen bewegen. Stoßen zwei von ihnen zusammen oder verformen sich die zusätzlichen Raumdimensionen, könnte dies unser eigenes Universum zu beschleunigter Expansion antreiben."
Das interpretiere ich schon so, dass hier nicht ausgeschlossen wird, dass es zu einem Eintrag in unser Universum kommt.
Auf Seite 6 heißt es:

Die Energieerhaltung ergibt sich bereits formal bereits durch unsere Ausgangspostulate. Würde in unser Kugelvolumen, über dessen absoluten Radius wir keine Einschränkung getroffen haben - von außen eine Energie fließen oder nach außen hin abfließen, wäre das Universum nicht von allen Punkten aus betrachtet isotrop.

Aber dürfen wir uns das so einfach vorstellen? Ist da gemeint, dass Energie über eine imaginäre "Kugeloberfläche" nicht ein- oder abfließt? Dann wäre wohl die Schlussfolgerung richtig, dass keine Isotropie beobachtet werden könnte. Einen möglichen Energieeintrag muss man sich doch dann eher - wie soll ich mich da jetzt ausdrücken - als einen inhärenten Vorgang vorstellen, also dass ständig und gleichmäßig in jeden Kubikmeter des Universums DE einfließt - auch wenn sich das niemand bildhaft vorstellen kann....(wer kann das auch schon, wenn angenommen die Stringtheorie Recht hat und mehrere Dimensionen ins Spiel kommen).
Als Folge wäre dann auch die Gesamtenergie doch größer null.

Das größte Glück und den tiefsten Sinn erfahren wir, wenn unser Sehnen, Suchen und Finden in einem einzigen Augenblick zeitgleich präsent sind. Der nächste Augenblick ist dann nur noch schnödes Haben. (Cyborg, am Innufer, 14. April 2018)

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 20:28 #16693

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Michael D. schrieb: Wie leite ich aus der Energiedichte des Vakuums einen Druck ab. "Druck" im klassischen Sinne hat doch immer mit der Bewegung von Teilchen (also Temperatur) zu tun. Was verursacht den Druck im Vakuum? Sind es die Vakuum-Fluktuationen? Oder ist der Begriff "Druck" hier nicht ganz treffend?


Hallo Michael D.

um sich den Zusammenhang plausibel zu machen, kann man folgendes Gedankenexperiment machen:

Wir stellen uns einen Raum von "gewöhnlichem" Vakuum vor mit Energiedichte Null, also echt Nichts.
In diesen Raum platzieren wir einen Zylinder der gefüllt ist mit Λ-Vakuum, dessen Energiedichte konstant ist.
Dann ist die Energie dieses Λ-Vakuums:
\[E= \varepsilon V\]
Wenn wir den Kolben des Zylinders nun ein wenig nach außen ziehen, bleibt die Energiedichte gleich, aber das Volumen wächst.
Die Energie verändert sich dann so:
\[\Delta E= \varepsilon \Delta V\]
Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik muss zugleich gelten:
\[\Delta E=-P \Delta V\]
Also erhalten wir:
\[\varepsilon=-P\]
Eine konstante Energiedichte impliziert also einen negativen Druck. Der läßt den Kolben weiter nach außen fahren und wirkt auf eine fortdauernde Expansion hin.

Gruß,
Lulu

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 20:44 #16694

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@Cyborg
Ich mochte einfach eine Stimme zitieren, die deutlich macht, dass was Energieerhaltung in der Kosmologie angeht, es durchaus unterschiedliche Stimmen gibt.
Es ist aber auch eines klar: Was Herr Gaßner ausgearbeitet hat ist (formal) viel stimmiger, als das was Christof Wetterich an besagter Stelle redet.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 21:00 #16695

@Lulu:

Wenn man überhaupt von "Druck" sprechen kann, dann ist er positiv. Höhere Energiedichte entspricht höherem Druck, wobei ich mich immer noch frage, welche "Teilchen" diesen Druck erzeugen sollen. Die ganze Verwirrung entsteht meines Erachtens dadurch, dass die Gravitation per Definition ein positives Vorzeichen erhält. Dadurch muss der Druck der kosmologischen Konstanten zum Ausgleich ja ein negatives Vorzeichen erhalten. Ist aber rein mathematisch. Eigentlich sollte man es umgekehrt definieren: Expansion-> positive Energiedichte (Druck), Kontraktion -> negativ wirkende Gravitation. Liegt wohl daran, dass Einstein diesen Term erst nachträglich eingeführt hat.

Es bleibt die Frage: Was soll da drücken?

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 21:29 #16697

@Lulu: Vielen Dank für die verständliche Darstellung. Nur eine Kleinigkeit - damit nicht plötzlich die Frage aufkommt, warum das Universum zu Beginn exponentiell expandiert und heute nicht mehr exponentiell...
Die gesamte Argumentation eines sich ausdehnenden Kolbens und einer resultierenden Expansion gilt nur für den Fall, dass die Energiedichte des Vakuums ungleich null ist. Deshalb vollzieht sich die inflationäre Phase während das Universum im Zustand des "falschen Vakuums" war, dh. mit einer Energiedichte, die nicht dem niedrigst möglichen Wert entspricht.

@Ropp: Zum Glück ist in der Naturwissenschaft nicht entscheidend, WER etwas behauptet, sondern, ob er es mathematisch beweisen kann und dabei möglichst sparsam mit den Randbedingungen umgeht.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 21:45 #16698

@Michael D.: Sorry, aber nach all dem Gesagten und der ausführlichen mathematischen Darstellung lassen einen die Sätze "Wenn man überhaupt von "Druck" sprechen kann, dann ist er positiv." und "Es bleibt die Frage: Was soll da drücken?" fast verzweifeln...
Nochmal: Wir beschreiben den Kosmos durch Allgemeine Relativitätstheorie. Es geht also rein um die gravitative Wirkung bei allen Überlegungen. Deshalb drückt da auch nichts in irgendeine Richtung, was sollte ein Druck auch bewegen, wenn er überall im Vakuum den selben Wert hätte... Der Druck entspricht aber einer negativen Energiedichte und DIE trägt gravitativ bei wie jede Form der Energie (siehe modifizierte Friedmanngleichung im Text). Es ist also nicht die Feder, die das Universum auseinanderdrückt, sondern die Tatsache, dass eine immer weiter entspannte Feder immer weniger Energie hat und somit immer weniger Masse besitzt (siehe Gedankenexperiment im Text).

Das einzige was zählt besteht darin, dass wir Beobachtungen entfernter Standardkerzen haben, deren Verhalten sich ideal mit dem gezeigten Ansatz und der modifizierten Friedmanngleichung beschreiben lassen.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 22:04 #16699

Lassen wir mal den Ausdruck "Druck" weg, Wir reden also über positive und negative Energiedichten. Energiedichte ist ja Energie pro Volumen. Ich kann mir das nur so vorstellen, dass es eine mittlere Energiedichte im Universum gibt. Die positive Energiedichte liegt darüber, die "negative" darunter. Wenn wir die mittlere Energiedichte gleich "0" setzen, würde die "negative" Energiedichte automatisch ein negatives Vorzeichen erhalten, aber nur dann. Sehe ich das so richtig?

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Wie muss ich mir negatvien Druck vorstellen?? 06 Jul 2017 22:05 #16700

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@Ropp
Der Vergleich mit der Bank, Schulden aufhäufen zu können, aber zeitlich, zurückzahlen zu müssen, verANSCHAULICHTE mir einschlagend deutlich, da und hier kannst du ins Minus gehen - UWL -Urknall-Video, glaube ich.
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Frage
Druck erzeugt Reibung. Reibung Wärme. Hört die Rotation der Körper im Vakuum eines Tages auf?

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