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THEMA: (Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt

(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 08 Mai 2019 18:55 #51720

Hallo Herr Gassner,
da ich begeisterter Zuschauer der Reihe "Von Aristoteles zur Stringtheorie" bin und bisher nur geguckt habe, moechte ich nun aktiv werden und eine Frage zur beschleunigten Expansion stellen.
Der Casimir-Effekt wirkt nur auf sehr kleinen Abständen - aber was waere, wenn genau der selbe Effekte am "Rande des Universums" auftritt?
Wenn "innen" das Universum ist und "aussen" ist "nichts" - dann wuerden die Quantenfluktuationen einen Druck nach aussen Bewirken. Damit wuerde das Universum einen Druck besitzen und expandieren.
Da die Grenzflaeche zwischen innen und aussen immer groesser wird, steigt dieser Druck und es expandiert schneller. Es expandiert aber nicht nur als solches, sondern die Raumzeit wird dadurch gedehnt.
Das geschieht natuerlich nicht instatan, sondern diese Expansion kann sich auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
Die Fluktuationen in der Hintergrundstrahlung koennte man dadurch vielleicht auch erklaeren, weil die Grenzflaeche nicht absolut eben ist, sondern wie ein blubbernes Wasser mit unebenheiten versehen ist.
Die Fluktuationen treten eben nicht absolut homogen auf.

Liebe Gruesse

Benjamin Walter

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 08 Mai 2019 22:35 #51731

Hallo Benny,

also dieser Gedanke ist mir so noch nicht in den Sinn gekommen. Der Casimireffekt übertragen auf den Rand des Universums.
Ist aber in sich logisch, warum sollten Fluktuationen am Rand nicht genau für diese Expansion sorgen.

Innerhalb gibt es sie, außerhalb nicht, vorausgesetzt, ein außerhalb gibt es überhaupt.
Das könnte das Problem sein, dass es ein Außerhalb gar nicht gibt.

Hallo Josef, hast du Zeit, darauf zu antworten?

LG
Thomas

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 06:35 #51737

Wie müsste man sich dieses vorstellen? Wäre das dann ein flaches dreidimensionales Universum, das an den Rändern nicht geschlossen wäre?

Wenn dem so wäre, ergäben sich für mich zwei Fragen:

- Was passiert mit Licht und Materie, die gegen den Rand stößt? Wird sie "vernichtet", reflektiert oder verlässt sie unser Universum?
- Im Einflussbereich des Randes müsste die Gravitation alles Richtung Mitte ziehen. Damit würden die Randbereiche "leer" werden und weiter innen liegende Bereiche dichter, was dann wiederum weitere Gravitationseffekte zur Folge hätte. Teile des Universums könnten somit nicht homogen sein.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 08:08 #51738

Ein interessanter Gedanke, er schliesst jedoch die Theorie aus, dass das Universum seinen Ursprung in einer Quantenfluktuation hatte, denn wo nichts ist kann es auch nicht fluktuieren.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 09:09 #51739

Die Ideen für Alternativen zu einem expandierenden Raum(zeit) sind nicht neu und werden auch von Josef Gaßner bereits in Folge 27 AzS (so ab Minute 30:00 und besonders ab MInute 33:00) angesprochen. Dort geht es zwar nicht um den Casimir-Effekt, sondern quasi vereinfacht um bloße Gravitation (aber auch Besonderheiten von Feldern). Massen sind dann hoch dicht etwa jenseits des Beobachtbaren angesiedelt. Ständig würden Galaxien hinter dem Ereignishorizont verschwinden und die dortige Massenkonzentration erhöhen. Zumindest "mal so nachgedacht" wäre das ja auch eine gute Erklärung für die zunehmende Raumausdehnung aufgrund gravitativer Effekte und die zunehmende Masse, dass auch die Beschleunigung in der Zeit zunimmt.

Gaßner bringt da auch einen netten Bonmot in etwa so: Was, wenn die DE eine dunkle Ente ist?


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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 13:44 #51748

Habe mir die Exposition des Threads noch einmal näher angeschaut. Habe dazu ein paar Anmerkungen:
1. Ich bin etwas erstaunt, dass sich zwei Moderatoren den Ausgangspost angeschaut haben und sich beide an dem Gedankengang interessiert gezeigt haben. Nach den neueren Grundsätzen dürfte der Thread doch an sich gar nicht zugelassen werden. Es gibt meines Wissens nun gar keine wissenschaftliche Theorien, die den Casimir-Effekt als Alternative zur DE behandeln. Ich finde den Gedankengang von herby interessant, ist aber doch wohl deutlich ein Alternatives Weltbild. Das würde mich nicht stören, aber es besteht eben eine Richtlinie in diesem Forum, dies nicht mehr zuzulassen. Wenn wir diesen Thread weiterspinnen, ist es doch wohl Willkür.
2. In der Argumentation bzw. in dem Gedankenmodell sind für mich noch intrinsisch ein paar Unklarheiten. Dazu sicher auch sinnvoll, sich noch einmal Gaßners Video zum Casimir-Effekt anzuschauen. Lassen wir einmal zu, dass wir unser Universum als Vakuum behandeln und lassen es auch reagieren wie ein Gas. Dann müsste doch der Druck sich gleichmäßig im Universum verteilen und zunehmen, was aber letztlich doch zu einer eher gleichmäßigen Beschleunigung führen würde..
3. Der entstehende Druck würde doch dann nur zu einer Beschleunigung führen, wenn die "Leiterplatten" zurückweichen. Ansonsten würde doch alles letztlich zerquetscht. Wenn die Leiterplatten aber zurückweichen, bleibt doch die Frage, wieso denn der Druck dann noch aufrecht erhalten werden kann. Das würde doch am Ende - wenn überhaupt - nur zu einer minimalen Ausdehnung des Universums kommen.
4. Zur gleichen Zeit müsste sich doch der unser Universum umgebende Raum unendlicher ausdehnen. Wo kommt denn dieses Wachstum her?
5. Wie ist nur andeutungsweise denkbar, in welchem Raum gewissermaßen diese Leiterplatten hängen?
6. herby schreibt:

Das geschieht natuerlich nicht instatan, sondern diese Expansion kann sich auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Das würde sich wohl nicht gut vertragen, dass man Galaxien glaubt gemessen zu haben, die so mit 40-facher Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind. Expansion des Universums ist nach der herrschenden Theorie nicht an die ART gebunden. Die gilt für Massen, aber eben nicht für einen sich ausbreitenden Raum.

Es expandiert aber nicht nur als solches, sondern die Raumzeit wird dadurch gedehnt.

Was ist ein solches, wenn es nicht Raumzeit ist? Dass die Raumzeit gedehnt wird, hatte ich auch einmal so eben hingesagt, weil das immer wieder auch von Wissenden gemacht wird. yukterez hatte mich darauf hingewiesen, dass in der FLRW-Metrik das Linienelement Zeit nicht in der Ausdehnungsformel des Alls enthalten ist.


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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 14:57 #51750

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Oje.... :D
FLRW beschreibt nur EIN einzigen Zeitpunkt, das wird hier nicht funktionieren.
zum rest,... Casimier-Effekt dort:
ich bin mir sehr sicher es funktioniert nur wenn es da eine definierte grenze gibt. Das jedoch, so eine Sache. Ich persönlich zweifle dran das Raum selbst eine definierbare grenze verspürt, somit wird man es nur Falten können aber Brechen beendet wohl auch die Anwesenheit des verursachenden. Dazu kommt noch "Rand" und bei diesem besagten Experiment ist das "Außerhalb" ausschlaggebend.

@ D.Rajic somit wird das hier aufgrund der Hubble Konstante eine berechtigte frage bleiben. Das ist somit Tellerrand nicht alternativ.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 17:39 #51757

D.Rajic schrieb: 1. Ich bin etwas erstaunt, dass sich zwei Moderatoren den Ausgangspost angeschaut haben und sich beide an dem Gedankengang interessiert gezeigt haben. Nach den neueren Grundsätzen dürfte der Thread doch an sich gar nicht zugelassen werden. Es gibt meines Wissens nun gar keine wissenschaftliche Theorien, die den Casimir-Effekt als Alternative zur DE behandeln. Ich finde den Gedankengang von herby interessant, ist aber doch wohl deutlich ein Alternatives Weltbild. Das würde mich nicht stören, aber es besteht eben eine Richtlinie in diesem Forum, dies nicht mehr zuzulassen. Wenn wir diesen Thread weiterspinnen, ist es doch wohl Willkür.


Moderatoren Hinweis

Es gibt immer Zweifelsfälle - und ja, ich würde von mir nie behaupten, dass meine Moderatorenposts immer alternativlos und fehlerfrei sind. Im Falle der Alternativen Weltbilder versuche ich nach kurzem Lesen zu entscheiden, ob jemand die "Standardphysik" kritisch hinterfrägt oder ob jemand mit einem "besseren" alternativen Weltbild kommt. Dieser Übergang ist sicher fließend.

Ich habe den Eingangspost als Frage gelesen, in dem Stil, ob man einen bekannten physikalischen Effekt auf etwas ganz anderes anwenden kann. Und wenn ich mir den Diskussionsverlauf ansehe, dann driftet das derzeit nicht in eine alternative Richtung ab.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 18:02 #51758

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Benny4096 schrieb:
Der Casimir-Effekt wirkt nur auf sehr kleinen Abständen - aber was waere, wenn genau der selbe Effekte am "Rande des Universums" auftritt?
Wenn "innen" das Universum ist und "aussen" ist "nichts" - dann wuerden die Quantenfluktuationen einen Druck nach aussen Bewirken. Damit wuerde das Universum einen Druck besitzen und expandieren.

Da die Grenzflaeche zwischen innen und aussen immer groesser wird, steigt dieser Druck und es expandiert schneller. Es expandiert aber nicht nur als solches, sondern die Raumzeit wird dadurch gedehnt.


Willkommen im Forum Benny4096,,
Bzgl. Casimir-Effekt ist nicht bewiesen, dass dieser von Quantenfluktuationen aus dem Vakuum angetrieben... soweit ich dass überschaue.
Prinzipiell kann er auch umgedreht werden und Abstossend wirken, was ja eigentlich gegen das zusammendrücken "von Aussen wirkender Vakuumfluktuationen" spricht..

Hier wird zumindest folgendes argumentiert:
www.weltderphysik.de/gebiet/materie/news...h-abstossend-wirken/

Jeremy Munday, Federico Capasso (Harvard-Universität) und Adrian Parsegian (NIH, Maryland) haben nun eine Materialkombination gefunden, bei der der Casimir-Effekt eine Abstoßung bewirkt. Möglich ist das, weil Casimir-Kräfte auf elektromagnetische Ladungsschwankungen zurückgehen, die elektrischen Eigenschaften der beteiligten Körper also eine entscheidende Rolle spielen.


Dann die Sache mit der Grenzfläche.. die gibt es natürlich nicht, eine etwaig dynamische Grenze des Universums..
Es gibt allerdings ein Theorie in denen die Anzahl wahrscheinlicher Quantenvakuumfluktuationen, deren Dichte pro Volumen, äquivalent dem expandieren Raumvolumen... zunehmen. Im Schnitt bleibt also die Wahrscheinlichkeitsdichte möglicher VF die gleiche pro betrachtetem Raum-Volumen... Deshalb wird spekuliert das die besagten VF etwas mit der Expansionsdynamik zu tun haben könnten.. Letzere evtl. verursachen, oder eben ... usw usf.
Ich such später mal was raus.. dazu.
NGse Z.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 18:12 #51761

Lieber Z.,
hätte mich auch gewundert, wenn dich das Thema nicht angelockt hätte. ;)
Du schreibst:

Prinzipiell kann er auch umgedreht werden und Abstossend wirken, was ja eigentlich gegen das zusammendrücken "von Aussen wirkender Vakuumfluktuationen" spricht..


Intuitiv würde ich sagen, dass das im Sinne der Expansion mehr Sinn machen könnte.


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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 09 Mai 2019 21:11 #51768

Hallo,

das war mein erster Beitrag hier im Forum, sorry dass ich damit soviel Wirbel verursache ...

D.Rajic schrieb: Lassen wir einmal zu, dass wir unser Universum als Vakuum behandeln und lassen es auch reagieren wie ein Gas. Dann müsste doch der Druck sich gleichmäßig im Universum verteilen und zunehmen, was aber letztlich doch zu einer eher gleichmäßigen Beschleunigung führen würde..

Genau das eben nicht. Das Universuch mit seinem "Nichts" dehnt sich ja aus. Dadurch gibt es immer mehr "Nichts" und in diesem mehr kann es auch immer mehr VF geben.
Der Druck pro Flaeche/Volumen bleibt identisch, aber die Flaeche/das Volumen nimmt stetig zu. Und dadurch die absolute Kraft und damit die Beschleunigung der Expansion.

D.Rajic schrieb: Zur gleichen Zeit müsste sich doch der unser Universum umgebende Raum unendlicher ausdehnen. Wo kommt denn dieses Wachstum her?

Bei meiner Überlegung gibt es eben keinen umgebenden Raum. Aussen ist nichts, also weniger als das Vakuum. (Daher auch keine VF)

Es ist nur ein Gedanke, der seit laengerer Zeit beim Gucken der Sendungen in mir arbeitet.
Ich bin kein Experte und wollte nur diese Frage die mich sehr beschaeftigt hat in den Raum werfen.

Gruß
Benjamin

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 10 Mai 2019 00:33 #51785

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Guten Abend Benny4096,

Benny schrieb: das war mein erster Beitrag hier im Forum, sorry dass ich damit soviel Wirbel verursache ...


Ne... ich sehe keinen..., besser, nichts was über 6 Bft hinausginge...
Andererseits muss ich nun sagen, dass du kontextuell nicht gerade aufgestellt zu sein scheinst. Mal ganz ab vom eigentlichen Thema.
Es haben sind nämlic... vor D.Rajic, schon andere, unter anderem Moderatoren, auf dein Vorstellungen eingegangen.. Nun gut..

Mal prinzipiell, man muß sich für eigene Ideen nicht entschuldigen, selbst wenn sie unzutreffend, oder nicht anwendbar...
Harald (Lesch) hat´s mal so formuliert.. dass wir uns "empor irren"... und Fehler sind normal, wenn man etwas versucht zu analysieren.
Die physikalische Ideenwelt, historisch und aktuell, ist voll von Fehlern, die unter anderem helfen dem Eigentlichen auf die Spur zu kommen.

Als eines der ersten Prämissen gilt mM., die Sache nie zu persönlich zu nehmen... wenn´s um erörtern und diskutieren physikalischer Theorien und Sachlagen geht. Hier würde dir höchst Wahrscheinlich niemand irgendwas vorhalten, nur weil du dich um Erklärungen bemühst. Sowas passiert eher in Foren, wo man zwar denkt es gehe um Physik, weils irgendwo dran steht, die Leuts jedoch eigentlich nur zwecks Zeitvertreib ihr tägliches Diskussionpotential abarbeiten... Dort kommts natürlich unglaublich schnell zu persönlich basierten Auseinandersetzungen. Hier ist sowas eher "out of Order", du kannst also ganz entspannt und auf dein Idee konzentriert weitermachen.....

Immerhin hat Thomas diese schon mit Interesse aufgenommen.. und das ist schon mal was...
Also gutes Gelingen..
Freundliche Grüße Z.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 10 Mai 2019 00:49 #51786

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N guten Abend Dieter,

Intuitiv würde ich sagen, dass das im Sinne der Expansion mehr Sinn machen könnte.


In dem verlinkten Artikel bitte den Satz...

weil Casimir-Kräfte auf elektromagnetische Ladungsschwankungen zurückgehen, die elektrischen Eigenschaften der beteiligten Körper also eine entscheidende Rolle spielen.


.. wahrnehmen ;). Der mehr oder weniger betr. Casimir, auf elektromagnetische Ursachen, als auf Vakuumsfluktuation bedingte Effekte setzt.

ZB. Wiki:

Im Folgenden wird die Casimir-Kraft mit Hilfe von virtuellen Teilchen und ihren Fluktuationen im Vakuum (Vakuumfluktuation) erklärt. Vakuumfluktuationen entstehen, wenn man aus der Planckschen Strahlungsformel die Nullpunktenergie herleitet, die auch Vakuumenergie genannt wird. Aufgrund der Unschärferelation zwischen Zeit und Energie müssen in begrenzten Räumen Vakuumfluktuationen entstehen.[11] Häufig wird daher die Casimir-Kraft als Beweis für Vakuumenergie und Vakuumfluktuationen angesehen. Im Grenzfall dünner Medien kann der Casimir-Effekt jedoch auch als eine Summe der Van-der-Waals-Kraft zwischen den einzelnen Atomen der beiden leitenden Platten verstanden werden. Darauf wurde 2005 von Robert L. Jaffe hingewiesen.[12] 2012 wurde dieses von Joseph Cugnon bestätigt.[13]


Na klar sowas interessiert mich..
Gut dass du´s schon von weitem riechen kannst... ich glaube da haben wir was gemeinsam ;)
Herzliche Grüße Z.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 10 Mai 2019 01:29 #51790

Hab darüber nachgedacht:
Der Casimireffekt kann nur innerhalb der Raumzeit funktionieren, denn am Rand derselben müsste ja eine Platte außerhalb derselben sich befinden.
Da im Außerhalb weder Raum noch Zeit noch Materie existiert, kann auch keine zweite Platte existieren, die aber nötig wäre, um das Experiment zu realisieren.

Als Gedankenexperiment aber durchaus denkenswert.

Thomas

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 12 Mai 2019 17:09 #51835

Thomas schrieb: Hab darüber nachgedacht:
Der Casimireffekt kann nur innerhalb der Raumzeit funktionieren, denn am Rand derselben müsste ja eine Platte außerhalb derselben sich befinden.
Da im Außerhalb weder Raum noch Zeit noch Materie existiert, kann auch keine zweite Platte existieren, die aber nötig wäre, um das Experiment zu realisieren.


Das Gegenargument unterstuetzt sogar noch meine Theorie irgendwie.
Es gibt keine zweite Platte -> dadurch gibt es keinen Raum, in dem die VF auftreten koennten. Dadurch haette der Effekt sogar noch mehr Potential.

Salopp gesagt, der Druck des Vakuums drueckt das Universum groesser.

Waere sowas denkbar? Es entstehen ja nur kurzfristig virtuelle Teilchen, die rasch wieder verschwinden.
Und genau diese Teilchen* koennten doch einen Druck zur Expansion der Raumzeit bewirken. Und je groesser die "Oberflaeche" des Universums wird, umso groesser wird dieser Effekt.

Den Denkfehler in dieser Theorie erkenne ich bisher noch nicht.


Gruß
Benny4096

* Teilchen, Wellen oder "irgendwas"

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 13 Mai 2019 00:29 #51847

Naja, lassen wir mal die Platten, die den Casimireffekt experimell begründen weg.

Setzen wir voraus, dass es einen Rand des Universums gibt.
Innen ist definiert, aussen nicht.
Setzen wir weiter voraus, dass es ein Fluktuationsgefälle zwischen innen und außen gibt, außen geringer als innen, dann entstünde eine Art Sog, der das Universum auseinander zieht.

Denkbar, aber, da wir von außerhalb keinerlei Informationen bekommen können, da es dieses Außerhalb vielleicht gar nicht gibt, ist und bleibt das lediglich ein Gedankenexperiment.

Ich glaube eher, dass das Universum von Innen heraus, also durch die Eigenschaften des negativen Drucks zur Expansion gezwungen wird.

Thomas

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 13 Mai 2019 05:57 #51848

Was man auch bedenken sollte: Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen reduziert sich mit zunehmender Größe eines Körpers deutlich. Das heißt, mit zunehmender Größe des Universums müssten lokale Effekte an einem hypothetischen Rand immer geringere Auswirkungen auf das Ganze haben.

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(Frage) Beschleunigte Expansion und Casimir-Effekt 13 Mai 2019 13:51 #51851

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ClausS schrieb: Was man auch bedenken sollte: Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen reduziert sich mit zunehmender Größe eines Körpers deutlich. Das heißt, mit zunehmender Größe des Universums müssten lokale Effekte an einem hypothetischen Rand immer geringere Auswirkungen auf das Ganze haben.

Hat aber keinerlei Relevanz, wenn insgesamt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Virtuellen Teilchen gleichgeblieben ist (Du hättest recht, wenn sie sinken würde). Wenn aber die Wahrscheinlichkeit gleichgeblieben ist, dann gibt es durch die Expansion eben jetzt mehr virtuelle Teilchen (oder in der Terminologie von Benny bleibend) bleibt der Druck des Raumes gegenüber dem Gebiet jenseits des Universums gleich.

MfG
WL01

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WL01
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