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THEMA: Konsequenzen Expansion der Raumzeit

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 24 Jun 2017 15:14 #16137

Die Raumzeit expandiert mit einer nichtkonstanten Geschwindigkeit. Es gab Zeiten, da war die Expansion scheinbar viel größer als heute. In dem Modell der expandierenden Raumzeit wird die Raumzeit quasi aufgezoomt, d.h. es gibt keine Vorzugsrichtung. Alle Richtungen zoomen gleich. Gleichzeitig ändern sich aber die Abstände zwischen den Körpern nicht. Das ist überraschend.

Zwei Körper werden in der Physik, wie von Prof. Josef M. Gaßner ja hinlänglich bekannt, allgemeingültig durch zwei Orangen dargestellt. Wird der Raum aufgezoomt und die Abstände zwischen den zwei Orangen, die Prof. Josef M. Gaßner in den Händen hält, ändert sich nicht, bedeutet das, die Orangen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu. Sie ändern ja ihre Raumposition bezogen auf einen anderen Fixpunkt (z.B. den Ausgangspunkt), der die Zoom-Bewegung der Raumzeit mit macht.

Die nicht relativistische Bewegung, die diese zwei Orangen bezogen auf ihre Ausgangsposition machen, ergibt sich direkt aus der Gleichung (1-Skalenfaktor)*Abstand der Orangen*Zeitdauer seit Ausgangsposition.

Jetzt hat sich aber der Skalenfaktor im Laufe der Zeit verändert. Folglich muss sich auch die Geschwindigkeit verändert haben, die diese Orangen machen müssen. Das bedeutet zunächst, dass die beiden Orangen beschleunigt werden.

Die Gravitation der beiden Orangen zueinander ist aber konstant, wenn sich ihr Abstand nicht ändert (Postulat). Somit führt die Änderung der Expansion des Raumes zu einer Beschleunigung der Körper (aK). Um es einfach zu halten, verwende ich die Gravitationsbeschleunigung (aG), die mit der Beschleunigung der Orangen vektoriell überlagert wird. Die gemessene Beschleunigung beträgt also die Vektorsumme (aK+aG). Berücksichtige ich diesen Effekt nicht, ermittle ich die Gravitationsbeschleunigung und damit die Gravitationskonstante falsch.

Nimmt der Skalenfaktor ab, werden die Orangen verzögert bzw. negativ beschleunigt. Bei einem zunehmenden Skalenfaktor werden die Orangen positiv beschleunigt.

Der gemessene Wert für die Beschleunigung (aK+aG) ist also bei einer verlangsamten Expansion des Raumes (Verzögerung der Orangen) zu klein. Im umgekehrten Fall gilt das Gegenteil.

Gehen wir von einem abnehmenden Faktor heute aus, ist die Gravitationskonstante zu klein ermittelt.

Frage: Jetzt stelle ich mir die Frage, wird dieser Effekt bei der Ermittlung der Gravitationskonstanten berücksichtigt?

Wenn die Gravitationskonstante zu klein ermittelt wird, hat das bei der Bewertung von Beobachtungsergebnissen die Folge, dass alle Berechnungen und Größen falsch bewertet werden. Da Astronomie immer in der Vergangenheit schaut, haben wir es aber mit einem nichtlinearen Bewertungsfehler zu tun. Der Effekt tritt ja mit unterschiedlichen Veränderungen in der Vergangenheit auch auf. Die Expansion des Universums verlief ja früher vermutlich viel schneller.

Dieser Bewertungsfehler würde dann zum Beispiel die Wirkung zeigen, dass Galaxien heute in den äußeren Bereichen schneller rotieren. Die Energie aus der „Skalenfaktor-Verzögerung“ muss ja nach Emmy Nöther erhalten bleiben. In der Vergangenheit gibt es dann vermutlich Phasen, die entsprechen eher dem Modell, das wir heute unterstellen.

Frage: Ist hier ein Denkfehler enthalten? (Der Abstand der Orangen ist konstant, ist ein Postulat, dass auf der Beobachtung im Video basiert.)

Jetzt handelt es sich also bei allen Materieansammlungen um zueinander beschleunigten Systemen. Noch einmal zur Erinnerung: Körper, die ihren Abstand nicht ändern, haben eine Relativgeschwindigkeit zu ihren Ausgangspunkten. Ändert sich die Expansionsgeschwindigkeit der Raumzeit, werden diese Körper beschleunigt.

Jetzt ist aus den Überlegungen zur Hawkingstrahlung Schwarzer Löcher bekannt, dass die Betrachtung des Vakuums aus unterschiedlichen beschleunigten Bezugssystemen zu etwas führt, das Energie und damit Masse im scheinbaren Vakuum enthält. (Auf diesem Kanal wird es anders erklärt, ändert aber nichts am mathematischen Modell.) Die Hawkingstrahlung ist zwar für Schwarze Löcher abgeleitet und bis jetzt nicht nachgewiesen worden. Tatsache ist aber, dass es um die Betrachtungen von unterschiedlich beschleunigten Koordinatensystemen geht. Diese Gedanken sind prinzipiell übertragbar auf nicht relativistische Systeme. (Die Relativitätstheorie gilt ja auch im Bereich der Newtonschen Mechanik.) Da die Differenzen bei der Beschleunigung am Ereignishorizont aber besonders groß sind, bekommen die Zahlen für Schwarze Löcher eine viel größere Auswirkung und damit mehr Einfluss, als die Zahlen für die Orangen sie jemals haben können. Wie groß die Zahlen sind, sei jetzt einmal dahin gestellt. Den übertragenen Effekt nenne ich jetzt einmal quasi-Hawkingstrahlung.

Die Beschleunigung der Orangen auf Grund der Tatsache, dass sie ihren Abstand nicht ändern, bewirkt also einen Halo (quasi-Hawkingstrahlung für die Umgebung von beschleunigten Massen), der gravitative Wirkung haben muss.

Frage: Wenn dies der Fall ist, haben wir dann einen möglichen Bestandteil von dunkler Materie?

Die quasi-Hawkingstrahlung entsteht in allen aufgezoomten Bereichen in der Raumzeit. Sie muss etwas stärker im Bereich von Massekonzentrationen sein. Die Schwankung dürfte aber marginal sein. Aus der Beobachtung ist die kosmische Hintergrundstrahlung bekannt. Diese wird heute als ein Überbleibsel des Urknalls interpretiert. Aus den oben gemachten qualitativen Überlegungen resultiert aber ebenfalls eine Strahlung, bei der man eine ähnliche Charakteristik erwarten dürfte, wie sie die Hintergrundstrahlung hat. Folglich kann angenommen werden, die Hintergrundstrahlung ist die quasiHawkingstrahlung und damit eine Strahlung der so genannten Dunklen Materie.

Frage: Wo sind die Denkfehler?

Vielen Dank.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 24 Jun 2017 20:24 #16138

Hallo Peter,

Welche Art von Objekten symbolisieren die orangen in deinem Beispiel? Sind das Orangen, Planeten, Sterne oder Galaxien?

Die Gravitationskonstante ist nur auf 5 Stellen genau ermittelt. (siehe Gravitationskonstante oder auch CODATA 2014 ).
Afaik wird diese durch Messungen hier auf der Erde ermittelt wobei es schwierig ist eine höhere Genauigkeit zu erreichen. Das liegt daran das die Gravitation eine recht schwache Kraft ist und sich bereits geringste Störungen auf die Genauigkeit der Messung auswirken.

Kräfte die mit der Expansion des Universums zusammenhängen könnten sind noch um einige Größenordnungen schwächer als die Gravitation. Solche Einflüsse liegen weit jenseits der erreichbaren Meßgenauigkeit. Man braucht ja blos mal die Hubblekonstante (ca 70 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec) auf irdische Maßstäbe umrechnen. Die Andromedagalaxie ist ca 2,6 Mio Lichtjahre entfernt, ein Megaparsec sind 3,262 Mio Lichtjahre. Da bekommt man vielleicht ein Gefühl für die Größenordnung und dafür das Expansion und Varianz des Skalenfaktors bei der Ermittlung der Gravitationskonstanten keine Rolle spielt.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 25 Jun 2017 16:13 #16161

Hallo,

meine Orange ist in diesem Fall einfach massebehaftete Materie. Ob es sich um Atome oder Galaxien handelt, ist für die Überlegung einmal egal. Mir geht es darum, dass sich scheinbar die paradoxe Situation ergibt, dass Körper, die einen konstanten Abstand haben, verzögert sein müssen. Bezogen auf einen anderen Punkt, ergeben sich beschleunigte Koordinatensysteme mit den zwar kleinen Effekten. Diese Effekte auf das Universum hochgerechnet könnten echte Größenordnungen ergeben. Darüber hinaus erklärt diese Verzögerung (wenn das nicht Quatsch ist, was ich denke), warum sich Spiralgalaxien heute anders verhalten, als wir es erwarten. Dazu braucht es dann keine oder weniger Dunkle Materie.

Ich lerne aber, die Gravitation, wie wir sie verwenden, muss den Fehler enthalten. Der Fehler wird aber überschaubar und ggf. innerhalb der Messgenauigkeit sein. Danke für die Erklärung. Leider bleiben damit meine drei Kernfragen weiter offen.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 25 Jun 2017 17:25 #16163

Ganz kurz meine Überlegung:

Soweit die Materie gegen die Expansion zusammenhält (durch starke Kernkraft, Elektromagnetismus und Gravitation, wird dann eine Arbeit geleistet, die einer Energie entspricht (sehr sehr wenig Energie, aber immerhin). Diese Energie muß irgendwo herkommen, sonst wäre die Energieerhaltung verletzt. Wie ist es, wenn die Energie einfach das Contra der dunklen Energie ist - eine negative Energie, eine positive, Gesamt = Null?

Glaube nichts, weil ein Weiser es gesagt hat. Glaube nichts, weil alle es glauben. Glaube nichts, weil es geschrieben steht. Glaube nichts, weil es als heilig gilt. Glaube nichts, weil ein anderer es glaubt. Glaube nur das, was Du selbst als wahr erkannt hast.

Buddha

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 25 Jun 2017 21:44 #16170

Peter Saubert schrieb: Ich lerne aber, die Gravitation, wie wir sie verwenden, muss den Fehler enthalten. Der Fehler wird aber überschaubar und ggf. innerhalb der Messgenauigkeit sein. Danke für die Erklärung. Leider bleiben damit meine drei Kernfragen weiter offen.


Was genau ist offen? Wenn die Abweichung bei der Gravitationskonstanten durch die Raumausdehnung weit unterhalb der Meßgrenze ist, dann folgen daraus doch erstmal keine grundlegenden Effekte oder?

Die Hawking-Strahlung (wenn sie denn tatsächlich existiert) ist eine elektromagnetische Strahlung, daher kann sie nicht von Dunkler Materie stammen, da DM (nach allem was wir wissen) nicht elektromagnetisch wechselwirken kann.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 00:19 #16173

Hallo Heinz Jürgen,

will man verstehen, woher die Expansionsenergie kommt, muss man ganz an den Anfang zurück gehen, in die erste Sekunde und dann noch die folgenden 10 Sekunden betrachten. Was ist da passiert.
Man geht heute davon aus, dass sich das Universum in einem Zustand befand, der falsches Vakuum genant wird. Warum falsch? Weil dieser Zustand geprägt war von höchster Energie. Umgangssprachlich könnte man auch von einer Energie sprechen, die so extrem hoch ausfiel, dass sie bei der kleinsten Störung frei werden musste und in einen "Normalzustand" übergehen sollte.
Nehmen wir ein anschauliches Beispiel aus unserer Erfahrung.
Wir kühlen Wasser unter den Gefrierpunkt ab. Normalerweise entsteht unter Null Grad Eis. Wenn wir aber dafür sorgen, dass das Wasser durch nichts gestört wird, dann gelingt es, Wasser auch unter 0 Grad abzukühlen. Der Rekord liegt, wenn ich richtig informiert bin bei -17 Grad Celsius.
Tritt jetzt nur eine winzige Störung auf, gefriert das Wasser schlagartig..Bei diesem Vorgang wird Energie freigesetzt!
Man könnte diesen unnatürlichen Zustand des Wassers auch als falschen Zustand bezeichnen.
Übertragen auf unser Vakuum heißt, dass dieser Zustand eben nicht normal, sondern falsch war.
Eine kleine Störung, zB. Eine Quantenfluktuation brachte den Stein ins Rollen und schlagartig wurde diese Im falschen Vakuum gespeicherte Energie frei. Ein Teil dieser Energie wurde in die Elementarteilchen gesteckt, in die Quarks, Elektronen und Neutrinos und natürlich deren Antiteilchen und ein anderer in die Wechselwirkungsteilchen, die Photonen, Gluonen und auch in die W und Z Bosonen.
Ein Vakuum, wie wir es heute kennen, gab es damals noch nicht. Man nennt diesen Zustand auch Quark-Gluon Plasma, da dies die beherrschenden Bestandteile dieses Zustandes waren.
Das Universum dehnte sich jetzt schlagartig aus. Innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde vergrößerte es sein Volumen um den Faktor 10 hoch 50!
In diesem Quark Gluon Plasma entstanden ununterbrochen Quarks und deren Antiquarks und verwandelten sich unmittelbar danach wieder in Energie und umgekehrt.
Als die Temperatur weiter fiel, veränderte das Plasma seinen Aggregatzustand. Die Quarks kombinierten zu Dupletts (Mesonen genannt) oder zu Tripletts (Protonen und Neutronen). Sie wurden jeweils von einer Wolke aus Gluonen umgeben, die diese Kombinationen zusammen hielten (Starke Kernkraft genannt). Diese Teilchen bauen heute unsere Atomkerne auf.
Man muss aber wissen, dass damals natürlich auch genauso viele Antiteilchen entstanden. Es gab nur einen kleinen Unterschied zwischen Teilchen und Antiteilchen. Auf 1Mrd Antiteilchen kam 1Mrd. + 1 Teilchen. Dieser winzige Unterschied hat am Ende dazu geführt, dass ein wenig Materie überblieb. Man spricht in dem Zusammenhang von Asymmetrie. Man sucht seit Langem nach den Ursachen für diese Asymmetrie. Bisher hat man darauf noch keine schlüssige Antwort gefunden. Es könnte aber auch so gewesen sein, dass zum Zeitpunkt des Ausfrierens der Nukleonen einfach ein kleiner Anteil von Materieteilchen mehr vorhanden war als von den Antiteilchen und dieser Überschuss einfach übrig blieb, sich auch nicht mehr verändern konnte, da es aufgrund der gefallenen Temperatur keine Wechselwirkungen mehr gab.
Der große Rest von Teilchen und Antiteilchen zerstrahlte und trieb das Universum weiter auseinander. Durch die nach wie vor große Materiedichte verlief die Expansion nach der Inflationsphase eher verhalten.
Aber mit zunehmender Größe des Universums verlor die Materie ihren bremsenden Einfluss. Messungen deuten sogar auf eine beschleunigte Expansion hin, die vor etwa 5-6 Mrd. Jahren einsetzte.
Die Expansionsenergie kann man heute veranschlagen mit einem Energieäquivalent von 7 Protonen pro m3. (Keine Teilchen, sondern deren Energieäquvalent! Die normale Teilchendichte liegt bei 3 Protonen pro m3.
Diese positive Energiedichte ist also vorhanden, aber aufgrund der heute niedrigen Temperaturen viel zu gering, um sich materialisieren zu können. Aber sie ist da und sorgt für die Ausdehnung des Universums .
So, wie ich das jetzt geschildert habe, kann man sich grob die heutigen Vorstellungen der Kosmologen und Teilchenphysiker vorstellen. Natürlich war das jetzt eine Art Kurzdarstellung.
Aber vielleicht ein hilfreicher Einstieg , die Vorstellungen von den ersten Sekunden und den Auswirkungen bis heute ein bisschen zu konkretisieren.
Wenn es jemand genauer wissen will, dann kann ich gerne auf die ein oder andere Quelle verweisen.

Grüße
Thomas

PS.: wir sind jetzt immer noch weit entfernt von der Entstehung der Atome. Noch haben wir einen Plasmazustand. Es hat noch keine Kerfusion stattgefunden, die später zu Deuterium, Tritium und Heliumkernen führen sollte. Die Leptonen waren noch frei beweglich und verwehrten den Photonen das Entkommen aus dieser Ursuppe. Das sollte erst 380.000 Jahre später passieren.
Folgende Benutzer bedankten sich: Heinz Jürgen

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 11:06 #16177

OFFEN BLEIBT DAS:

Peter Saubert schrieb: Dieser Bewertungsfehler würde dann zum Beispiel die Wirkung zeigen, dass Galaxien heute in den äußeren Bereichen schneller rotieren. Die Energie aus der „Skalenfaktor-Verzögerung“ muss ja nach Emmy Nöther erhalten bleiben. In der Vergangenheit gibt es dann vermutlich Phasen, die entsprechen eher dem Modell, das wir heute unterstellen.

Frage: Ist hier ein Denkfehler enthalten? (Der Abstand der Orangen ist konstant, ist ein Postulat, dass auf der Beobachtung im Video basiert.)

Jetzt handelt es sich also bei allen Materieansammlungen um zueinander beschleunigten Systemen. Noch einmal zur Erinnerung: Körper, die ihren Abstand nicht ändern, haben eine Relativgeschwindigkeit zu ihren Ausgangspunkten. Ändert sich die Expansionsgeschwindigkeit der Raumzeit, werden diese Körper beschleunigt.

Jetzt ist aus den Überlegungen zur Hawkingstrahlung Schwarzer Löcher bekannt, dass die Betrachtung des Vakuums aus unterschiedlichen beschleunigten Bezugssystemen zu etwas führt, das Energie und damit Masse im scheinbaren Vakuum enthält. (Auf diesem Kanal wird es anders erklärt, ändert aber nichts am mathematischen Modell.) Die Hawkingstrahlung ist zwar für Schwarze Löcher abgeleitet und bis jetzt nicht nachgewiesen worden. Tatsache ist aber, dass es um die Betrachtungen von unterschiedlich beschleunigten Koordinatensystemen geht. Diese Gedanken sind prinzipiell übertragbar auf nicht relativistische Systeme. (Die Relativitätstheorie gilt ja auch im Bereich der Newtonschen Mechanik.) Da die Differenzen bei der Beschleunigung am Ereignishorizont aber besonders groß sind, bekommen die Zahlen für Schwarze Löcher eine viel größere Auswirkung und damit mehr Einfluss, als die Zahlen für die Orangen sie jemals haben können. Wie groß die Zahlen sind, sei jetzt einmal dahin gestellt. Den übertragenen Effekt nenne ich jetzt einmal quasi-Hawkingstrahlung.

Die Beschleunigung der Orangen auf Grund der Tatsache, dass sie ihren Abstand nicht ändern, bewirkt also einen Halo (quasi-Hawkingstrahlung für die Umgebung von beschleunigten Massen), der gravitative Wirkung haben muss.

Frage: Wenn dies der Fall ist, haben wir dann einen möglichen Bestandteil von dunkler Materie?

Die quasi-Hawkingstrahlung entsteht in allen aufgezoomten Bereichen in der Raumzeit. Sie muss etwas stärker im Bereich von Massekonzentrationen sein. Die Schwankung dürfte aber marginal sein. Aus der Beobachtung ist die kosmische Hintergrundstrahlung bekannt. Diese wird heute als ein Überbleibsel des Urknalls interpretiert. Aus den oben gemachten qualitativen Überlegungen resultiert aber ebenfalls eine Strahlung, bei der man eine ähnliche Charakteristik erwarten dürfte, wie sie die Hintergrundstrahlung hat. Folglich kann angenommen werden, die Hintergrundstrahlung ist die quasiHawkingstrahlung und damit eine Strahlung der so genannten Dunklen Materie.

Frage: Wo sind die Denkfehler?

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 11:08 #16178

Das geht leider auch an meiner Frage vorbei. Offensichtlich gelingt es mir nicht, meine Frage verständlich zu machen.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 11:17 #16179

Thomas schrieb: Man muss aber wissen, dass damals natürlich auch genauso viele Antiteilchen entstanden. Es gab nur einen kleinen Unterschied zwischen Teilchen und Antiteilchen. Auf 1Mrd Antiteilchen kam 1Mrd. + 1 Teilchen. Dieser winzige Unterschied hat am Ende dazu geführt, dass ein wenig Materie überblieb. Man spricht in dem Zusammenhang von Asymmetrie. Man sucht seit Langem nach den Ursachen für diese Asymmetrie. Bisher hat man darauf noch keine schlüssige Antwort gefunden.
.


Ich erkläre mir das wie folgt (komplette Spekulation): Antimaterie ist Materie mit eine negativen Zeiteigenschaft. Das heißt Antimaterie bewegt sich in der Zeit rückwärts. Wenn dies so postuliert wird, kann man mit Antimaterie das Doppelspaltexperiment machen. Was vorwärts in der Zeit (Materie) problemlos funktioniert, kann rückwärts (Antimaterie) nicht funktionieren. Das Antimaterieteilchen zerfällt immer am Doppelspalt. Wenn man jetzt berücksichtigt, dass quasi jedes Teilchenpaar ein Doppelspalt bildet, ergibt sich zwingend der Zerfall von großen Mengen Antimaterie. Zerfällt Antimaterie, bleiben Photonen übrig. Das Photo ist sein eigenes Antiteilchen, dass aber mit Materie problemlos interagieren kann. In diesem Gedankenexperiment bleibt also nur Materie übrig.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 14:10 #16184

Mein Sohnemann kam am Wochenende mit der selben Fragestellung um die Ecke, ich habe ihm dieses Video empfohlen:


S = k log W

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S = k log W

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 26 Jun 2017 18:21 #16191

Peter Saubert schrieb: OFFEN BLEIBT DAS:

Peter Saubert schrieb: Dieser Bewertungsfehler würde dann zum Beispiel die Wirkung zeigen, dass Galaxien heute in den äußeren Bereichen schneller rotieren.


Dann fangen wir doch am besten gleich oben an. Wie kommst Du zu dieser Schlussfolgerung? Woher siehst Du einen Zusammenhang zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Galaxien und der Raumausdehnung?

Für mich stehen der Raumausdehung als Quelle der Rotationskurven schon alleine Größenordnungsbetracchtungen entgegen. Die Raumausdehnung ist auch für eine Galaxie ein deutlich kleinerer Effekt als die hohe Rotationsenergien. Zum anderen würden beide Effekte, die Raumausdehnung und die hohe kinetische Energien, eine Galaxie auseinanderziehen. Eine anziehende Kraft resultiert aus keiner von beiden.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 11:03 #16216

ClausS schrieb:

Peter Saubert schrieb: OFFEN BLEIBT DAS:

Peter Saubert schrieb: Dieser Bewertungsfehler würde dann zum Beispiel die Wirkung zeigen, dass Galaxien heute in den äußeren Bereichen schneller rotieren.


Dann fangen wir doch am besten gleich oben an. Wie kommst Du zu dieser Schlussfolgerung? Woher siehst Du einen Zusammenhang zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Galaxien und der Raumausdehnung?

Für mich stehen der Raumausdehung als Quelle der Rotationskurven schon alleine Größenordnungsbetracchtungen entgegen. Die Raumausdehnung ist auch für eine Galaxie ein deutlich kleinerer Effekt als die hohe Rotationsenergien. Zum anderen würden beide Effekte, die Raumausdehnung und die hohe kinetische Energien, eine Galaxie auseinanderziehen. Eine anziehende Kraft resultiert aus keiner von beiden.


Hallo Claus,
da kommen wir jetzt der ganzen Sache näher. Genau darum geht es bei meiner Fragestellung in Teil zwei ja. Wie komme ich dazu, dass sich die Raumausdehnung sich zum Beispiel in Rotationsenergie zeigen muss?

1. Gehen wir in der Zeitachse mal 5 Mrd. Jahre zurück. Es passiert nichts dramatisches. Die Raumausdehnung ist größer als heute. Jetzt habe ich zwei Körper mit konstantem Abstand. Führe ich jetzt einen hypothtitschen Fixpunkt ein, der sich mit der Raumausdehnung bewegt, haben diese beiden Körper eine Relativgeschwindigkeit zu dem Fixpunkt. Diese Relativgeschwindigkeit ist konstant, wenn die Raumausdehnung konstant ist.

2. Jetzt ist die Raumausdehnung nicht konstant. Heute ist sie anders als vor 5 Mrd. Jahren. Das bedeutet, dass die beiden Körper, wenn sie auch heute noch eine konstante Geschwindigkeit haben, beschleunigt oder verzögert werden müssen. Da die Raumausdehnungsgeschwindigkeit abnimmt, müssen die beiden Körper in unserem Gedankenexperiment verzögert werden.

3. Müssen die Körper verzögert werden, haben sie eine Bewegungsenergie, die irgendwo bleiben muss. Grundsätzlich ist dieser daraus resultierende Impuls gleichgerichtet mit der Bewegungsrichtung. (Lassen wir das Problem der Isotopie mal außen vor. Das muss dann später noch einmal diskutiert werden, wenn wir zur quasi-Hawkingstrahlung kommen.

4. Jetzt übertrage ich mein Gedankenexperiment auf eine Galaxie. Ich habe immer noch meine zwei Körper, die jetzt zwei Sterne bzw. Staubkörner sind. Der virtuelle Fixpunkt sei jetzt der Mittelpunkt der Galaxie, die gravitativ wirkt. Nimmt jetzt die Expansion des Raumes ab, haben die beiden Körper eine Relativgeschwindigkeit in Richtung Zentrum der Galaxie. Damit driften sie nach innen. Driften sie aber nach innen, werden sie nach dem Drehimpulserhaltungssatz beschleunigt.

5. Jetzt lassen sich beliebig viele Gruppen von Körperpaaren von innen nach außen anordnen. Je weiter ein Paar außen ist, um so größer ist die Relativgeschwindigkeit zum Fixpunkt.

6. Je größer die Relativgeschwindigkeit ist, um so größer ist auch der Drehimpuls. Alle Körperpaare bewegen sich auf das Zentrum zu. Das ist die Folge der oben gemachten Überlegung. Nahe dem Zentrum passiert fast nichts und außen muss sich sehr viel ändern, da die auf das Zentrum gerichteten Geschwindigkeiten mit dem Abstand vom Zentrum linear zunehmen.

7. Der Drehimpulserhaltungssatz enthält die Abhängigkeit Radius ist proportional Winkelgeschwindigkeit.

8. Die Punkte 6 und 7 ergeben somit die Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit der Galaxie in der 3. Potenz von der Verzögerung der Körper aus der Verzögerung der Raumexpansion.

Der Schluss aus der Überlegung ist also die beobachtbare Größe "Verteilung der Rotationsenergie einer Galaxie". Damit könnte man dann wieder auf die Entwicklung der Expansionsgeschwindigkeiten schließen. Der Punkt soll jetzt für mich hier aber nicht geklärt werden.

Relevant ist an dieser Stelle aber auch Deine Aussage "Die Raumausdehnung ist auch für eine Galaxie ein deutlich kleinerer Effekt als die hohe Rotationsenergien." Das muss ich wohl mal rechnen, wenn ich Zeit dafür habe.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 12:16 #16223

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3. Müssen die Körper verzögert werden, haben sie eine Bewegungsenergie, die irgendwo bleiben muss. Grundsätzlich ist dieser daraus resultierende Impuls gleichgerichtet mit der Bewegungsrichtung. (Lassen wir das Problem der Isotopie mal außen vor. Das muss dann später noch einmal diskutiert werden, wenn wir zur quasi-Hawkingstrahlung kommen.

Hi,

diesem Punkt vorausgehend hast du geschlossen:

Da die Raumausdehnungsgeschwindigkeit abnimmt, müssen die beiden Körper in unserem Gedankenexperiment verzögert werden.

Das genaue Gegenteil ist in der Realität der Fall. Man hat eine Beschleunigung der Kosmosexpansion beobachtet. Das ist das Gegenteil einer Abnahme der Raumausdehnungsgeschwindigkeit.
Und so macht natürlich dann wenig Sinn, was du in Punkt 3 schreibst.
Und zwar insbesondere vor dem Hintergrund, dass dir der Unterschied zwischen einer Relativbewegung und dem Geschehen in Co-Moving-Coordinates offenbar nicht klar ist.
Und so macht alles, was du dann in der Folge schreibst, schlicht ebenfalls keinen Sinn.
Folgende Benutzer bedankten sich: Chalawan2000

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 12:17 #16224

Peter Saubert schrieb: 1. Gehen wir in der Zeitachse mal 5 Mrd. Jahre zurück. Es passiert nichts dramatisches. Die Raumausdehnung ist größer als heute. *schnipp*


Sie ist aber kleiner.

S = k log W

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S = k log W

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 12:29 #16226

Raumausdehnungsgeschwindigkeit meinte ich

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 17:32 #16259

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Alle Richtungen zoomen gleich. Gleichzeitig ändern sich aber die Abstände zwischen den Körpern nicht. Das ist überraschend.


DAS IST allerdings sehr überraschend, wie meinst du das? Meiner Meinung nach stimmt das nicht.
bye,
Chalawan

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 17:37 #16260

Nachdem die Ausdehnung des Universums beschleunigt abläuft, hat folglich in den letzten Milliarden Jahren die Raumausdehnungsgeschwindigkeit zugenommen.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 17:40 #16261

Chalawan2000 schrieb:

Alle Richtungen zoomen gleich. Gleichzeitig ändern sich aber die Abstände zwischen den Körpern nicht. Das ist überraschend.


DAS IST allerdings sehr überraschend, wie meinst du das? Meiner Meinung nach stimmt das nicht.
bye,
Chalawan


Ja, überraschend ist es. Es deckt sich aber mit der Beobachtung und wird auch an den mir bekannten Stellen so postuliert.

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Letzte Änderung: von Peter Saubert. Begründung: Zitat vergessen (Notfallmeldung) an den Administrator

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 17:47 #16263

ClausS schrieb: Nachdem die Ausdehnung des Universums beschleunigt abläuft, hat folglich in den letzten Milliarden Jahren die Raumausdehnungsgeschwindigkeit zugenommen.


Woher nimmst Du diese Aussage. Die Aussagen, die ich kenne, lauten alle in etwa "die Expansion des Universums verzögert sich. In jüngster Zeit scheint sich die Expansion wieder zu beschleunigen." Eine kontinuierliche Beschleunigung ist zumindest, wenn man eine Inflationsphase unterstellt, nicht sehr wahrscheinlich. Das würde eher eine S-Kurve geben.

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Letzte Änderung: von Peter Saubert. Begründung: Komma vergessen (Notfallmeldung) an den Administrator

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 18:36 #16270

Wenn ich mir den Rand der Grafik so ansehe sehe ich Ähnlichkeiten mit einem liegenden S.
Da ist kein Widerspruch zu dem was ClausS schreibt.


Expansion des Universums [Public domain], by NASA / WMAP Science Team
simple retouch by Yikrazuul, from Wikimedia Commons

assume good faith

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assume good faith

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 19:55 #16283

  • Chalawan2000
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Peter schrieb:
ClausS schrieb:
Nachdem die Ausdehnung des Universums beschleunigt abläuft, hat folglich in den letzten Milliarden Jahren die Raumausdehnungsgeschwindigkeit zugenommen.
Peter schrieb: Woher nimmst Du diese Aussage.
Es gab 2011 den Nobelpreis für Ph für die Beobachtung der beschleunigten Expansion, die später mit der DE begründet wurde und die umstritten ist.
Du kannst auch sagen: "Das Nichts hat sich verdoppelt." (OT Herr Gaßner Urknallvideo - Stand 2015)

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Letzte Änderung: von Chalawan2000. (Notfallmeldung) an den Administrator

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 27 Jun 2017 20:59 #16284

Chalawan2000 schrieb: Peter schrieb:
ClausS schrieb:
Nachdem die Ausdehnung des Universums beschleunigt abläuft, hat folglich in den letzten Milliarden Jahren die Raumausdehnungsgeschwindigkeit zugenommen.
Peter schrieb: Woher nimmst Du diese Aussage.
Es gab 2011 den Nobelpreis für Ph für die Beobachtung der beschleunigten Expansion, die später mit der DE begründet wurde und die umstritten ist.
Du kannst auch sagen: "Das Nichts hat sich verdoppelt." (OT Herr Gaßner Urknallvideo - Stand 2015)


Also erst einmal vorweg: Das Zitat von Dir über Albert Einstein ist super. Das wollte ich Dir vorhin schon schreiben.

Jetzt aber wieder zurück in die Diskussion. Das, worum es im Nobelpreis geht, ist, dass ab einer Rotverschiebung von 0,2 die Hubel-Gerade ansteigt. Es ist also keine Gerade mehr. Das kann man so interpretieren, als ob ab dann die Raumzeit-Expansion expandiert. Den Nobelpreis gab es für die Beobachtung. Das führt dann zu der Aussage, "es scheint so, als ob das Universum wieder schneller expandiert." Deshalb zieht man die Kurve in dem Bild beginnet mit dem Urknall neuerdings am Ende leicht nach oben.

Jetzt gehen wir aber wieder zu meinem Problem. Ich mache das oben ganz oben ausgeführte Gedankenexperiment. Das Ergebnis des Experiments ist, verzögert sich die Expansion der Raumzeit, führt das zu einem Sachverhalt. Die äußeren Teile einer Galaxie müssen schneller rotieren, als es die Physik hergibt. Das deckt sich mit der Beobachtung.

Unterstellen wir, dass sich die Raumzeit beschleunigt ausbreitet, passiert das Gegenteil: Der Galaxien müssen im äußeren Bereich langsamer rotieren, als wir es erwarten. Das ergibt die Beobachtung vor ca. 5 Mrd. Jahren.

Wieder meine Frage: Was ist falsch an dem Denkmodell?

Ich habe dazu auch andere Überlegungen. Bis zu denen sind wir noch nicht vorgestoßen.
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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 01:21 #16298

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Danke.
Einstein’s Spruch ist wirklich aufschlussreich!
-
Vielleicht ist die Gerade keine (perfekte) Gerade, aber die Tendenz ist eindeutig.
bye,
Chalawan

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 07:54 #16302

Verstehe ich nicht. Gerade bedeutet Geschwindigkeit ist konstant und folglich die Beschleunigung ist Null. Spannend ist es, wo man keine Gerade reinmalen kann.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 11:51 #16305

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Hast du meine Vorredner gelesen?
Ich befürchte, du findest hier nicht was du suchst.

Chalawan2000

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Letzte Änderung: von Chalawan2000. (Notfallmeldung) an den Administrator

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 12:24 #16306

Peter Saubert schrieb: Jetzt gehen wir aber wieder zu meinem Problem. Ich mache das oben ganz oben ausgeführte Gedankenexperiment. Das Ergebnis des Experiments ist, verzögert sich die Expansion der Raumzeit, führt das zu einem Sachverhalt. Die äußeren Teile einer Galaxie müssen schneller rotieren, als es die Physik hergibt. Das deckt sich mit der Beobachtung.


Soweit ich weiß, ist der Effekt, über den Du sprichst auch auf Ebene der Galaxiegröße so gering, daß er nicht auffällt. Zhalen kann ich Dir nicht nennen, da müssen die Physiker/Mathematiker ran. Die von Dir angesprochene Beobachtung liegt an der sogenannten Dunklen Materie, was etwas ganz anderes ist, als die sogenannte Dunkle Energie, die mit der beschleunigten Expansion in Verbdinugn gebracht wird.

Die Expansion bzw. deren Veränderung wirkt sich nur auf den allergrößten Skalen (Galaxiesuperhaufen) sichtbar aus.

Glaube nichts, weil ein Weiser es gesagt hat. Glaube nichts, weil alle es glauben. Glaube nichts, weil es geschrieben steht. Glaube nichts, weil es als heilig gilt. Glaube nichts, weil ein anderer es glaubt. Glaube nur das, was Du selbst als wahr erkannt hast.

Buddha

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Buddha

Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 13:14 #16307

Ich habe da auch schon oft drüber nachgedacht. Mit unserer heutigen Messgenauigkeit - wir können die Veränderung im Bereich eines Zehntel Protonen-Umfrangs messen wenn ich mich nicht irre - sollte man doch auch die Expansion in irgend einer Form in unserer näheren Umgebung nachweisen können. Mir will nicht einleuchten warum das nicht gehen soll.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 13:18 #16308

Madouc99 schrieb: Ich habe da auch schon oft drüber nachgedacht. Mit unserer heutigen Messgenauigkeit - wir können die Veränderung im Bereich eines Zehntel Protonen-Umfrangs messen wenn ich mich nicht irre - sollte man doch auch die Expansion in irgend einer Form in unserer näheren Umgebung nachweisen können. Mir will nicht einleuchten warum das nicht gehen soll.


Es ist immer einfacher, ein System zu verstehen, auf das man schaut, als ein System, dessen Bestandteil man ist. Deshalb halte ich das nicht für abwegig, dass wir uns da schwer tun.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 13:23 #16310

Heinz Jürgen schrieb:

Peter Saubert schrieb: Jetzt gehen wir aber wieder zu meinem Problem. Ich mache das oben ganz oben ausgeführte Gedankenexperiment. Das Ergebnis des Experiments ist, verzögert sich die Expansion der Raumzeit, führt das zu einem Sachverhalt. Die äußeren Teile einer Galaxie müssen schneller rotieren, als es die Physik hergibt. Das deckt sich mit der Beobachtung.


Soweit ich weiß, ist der Effekt, über den Du sprichst auch auf Ebene der Galaxiegröße so gering, daß er nicht auffällt. Zhalen kann ich Dir nicht nennen, da müssen die Physiker/Mathematiker ran. Die von Dir angesprochene Beobachtung liegt an der sogenannten Dunklen Materie, was etwas ganz anderes ist, als die sogenannte Dunkle Energie, die mit der beschleunigten Expansion in Verbdinugn gebracht wird.

Die Expansion bzw. deren Veränderung wirkt sich nur auf den allergrößten Skalen (Galaxiesuperhaufen) sichtbar aus.


Kennst Du eine Quelle dazu? Hat sich damit schon jemand beschäftigt? Wenn ich das rechnen muss, komme ich die nächsten Jahre nicht dazu.

Die Aussage "liegt an der Dunklen Materie" ist mir zu wenig. Im Endeffekt ist das nichts weiter als ein anderes Wort für Hexenzauber. Ich will es schon verstehen.

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Konsequenzen Expansion der Raumzeit 28 Jun 2017 14:39 #16315

Die Aussage "liegt an der Dunklen Materie" ist mir zu wenig. Im Endeffekt ist das nichts weiter als ein anderes Wort für Hexenzauber. Ich will es schon verstehen.

Wir nennen sie auch gerne Ernie und Bert. Ernie ist die DM und Bert die DE. ;) Klingt jedenfalls weniger düster und sagt genau so viel aus.

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