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THEMA: Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem?

Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 27 Dez 2016 10:37 #10782

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In einem Kommentar zum letzten YT Beitrag Wieviele Galaxien gibt es im Universum? wurde gesagt:

Milchstraße ~ 2.000.000 km/h (relative Geschwindigkeit durch's Universum, ausgehend von der kosmischen Hintergrundstrahlung)


Das wirft für mich eine Verständnisfrage auf:
Bei der kosmischen Hintergrundstrahlung blicken wir auf einen Horizont. Ein Horizont bewegt sich mit dem Beobachter mit. Wieso kann da eine Relativbewegung festgestellt werden?

Ich weis, man misst eine Anisotrophie im Hintergrund. Insbesondere lässt sich am Dipol unsere Geschwindigkeit um das Zentrum der Milchstraße messen.
Bedeutet dies das die kosmische Hintergrundstrahlung ein ausgezeichnetes, als ruhend anzusehendes Bezugssystem darstellt? Das widerspricht eigentlich meinem Verständnis über Relativität.

Wo ist der Fehler?

Gruß
Merilix

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 27 Dez 2016 15:02 #10786

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Ein Horizont ist ja erstmal das Ende des Überblicks über die Oberfläche einer Spähre.
Klar, gehe ich auf der Spähre spazieren, wandert der Überblick, den ich habe, also mein Horizont mit.
Die Hintergrundstrahlung dürfte nicht in Bewegung sein, denn sie ist eine Abbildung der Verhältnisse bei Aussendung der Hintergrundstrahlung, also eine Art älteres Photo, auf das wir blicken.

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 27 Dez 2016 16:25 #10788

Die Hintergrundstrahlung weist an jedem Punkt im Raum ein Ruhesystem aus. Aufgrund der Expansion des Raums sind dies für weit entfernte Punkte verschiedene Ruhesysteme.

Die von Josef Gaßner angegebenen ca. 600 km/s Bewegung der Milchstraße ist eine Bewegung bezüglich dieses Ruhesystems (= keine relativistische Geschwindigkeit). Wir können diese messen, indem die Spektren der kosmischen Hintergrundstrahlung je nach Meßrichtung eine entsprechende Rot- oder Blauverschiebung aufweisen. Ebenso weisen sie eine Rot- oder Blauverschiebung auf wegen der Drehung der Sonne um das Zentrum der Milchstraße, der Drehung der Erde um die Sonne und der Eigenbewegung des Mess-Satelliten.

Aus diesen gemessenen Spektren werden all diese Rot- und Blauverschiebungen zunächst herausgerechnet. Die gezeigten Spektren und die berühmten Anomalien in der Hintergrundstrahlung beziehen sich auf das Ruhesystem der Hintergrundstrahlung.

Innerhalb der speziellen Relativitätstheorie muss die selbe Physik ablaufen, egal welches unbeschleunigte Bezugssystem man wählt. Ihre Grundprinzipien werden daher nach meinem Verständnis nicht von der Hintergrundstrahlung falsifiziert. Auch an der Äquivalenz der trägen und der schweren Masse ändert dies nichts.

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 03 Jan 2017 22:45 #10946

[url=http://www.xn--relativittsprinzip-ttb.info/faq/cmb-ausgezeichnetes-inertialsystem.html]Definiert der kosmische Mikrowellenhintergrund ein ausgezeichnetes Inertialsystem?[/url]

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 03 Jan 2017 23:14 #10947

Hallo zusammen,
Bitte Vorsicht mit dem Begriff Ruhesystem. Ein Ruhesystem ist in der Physik gleichbedeutend mit dem Begriff Inertialsystem, also ein Koordinatensystem, in dem es keine Kräfte gibt. Kräfte führen in der Regel zu Beschleunigungen, linear wie auch zirkumpolar.
Kennt ihr ein Koordinatensystem in der Realität, das keine Kräfte kennt?
Auch an allen Lagrangepunkten des Sonnensystems herrscht keine reale Kräftefreiheit, theoretisch ja, aber praktisch nicht. Deshalb muss man auch Satelliten, die man dort verortet, ein Lageregelungssystem mitgeben, das ein langsames Umkreisen des Lagrangepunktes ermöglicht.
Niergendwo im ganzen Universum gibt es ein wirkliches Inertialsystem.
Die Idee, die Hintergrundstrahlung als Ruhesystem herzunehmen, ist zwar nett, aber nicht tauglich, da sie keinen Koordinatenursprung kennt. Sie ist nicht frei von Kräfteeinflüssen. Sie zeigt ja Variationen, die von Kräften hervorgerufen wurden.
Also, streng genommen ist die HS kein Ruhesystem.
Grüße
Thomas

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 04 Jan 2017 00:28 #10949

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Thomas schrieb: Die Idee, die Hintergrundstrahlung als Ruhesystem herzunehmen, ist zwar nett, aber nicht tauglich, da sie keinen Koordinatenursprung kennt.


Dem Argument kann ich nicht folgen. Ein BS muss doch nicht notwendigerweise einen natürlichen Nullpunkt haben. Auch wenn der Vergleich etwas hinkt fällt mir da auf Anhieb der Nullmeridian auf der Erdkugel als Gegenbeispiel ein.
Ist ein ruhendes BS auch gleichzeitig ein kräftefreies Inertialsystem? Hatte ich so nicht gemeint. selbstverständlich wirken da zumindest lokale Kräfte.
Ich finde es bemerkenswert das man selbst seine Relativbewegung zum Hintergrund messen sich aber nichts vorstellen kann relativ zu dem sich der sich lichtende Nebel selbst bewegen könnte.
Vielleicht kein Inertialsystem aber ausgezeichnet scheint es zu sein.

Wenn ich mich recht entsinne sprach Herr Gaßner in dem Zusammenhang einmal von von Restframe.

Gruß
Merilix

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 04 Jan 2017 11:01 #10954

Hallo,

ich habe (für ein mögliches besseres Verständnis dieses Threads) zwei Fragen zur Hintergrundstrahlung:

Sind die kälteren Bereiche der Hintergrundstrahlung damit begründet, dass die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung in diesen Bereichen etwas größer ist? (oder ist die Anzahl der Photonen pro Fläche dort geringer)

Ist die Expansion(srate) des Universums mit der Wellenlänge oder der Frequenz der Hintergrundstrahlung koppelbar? (verschiebt sich die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung bei andauernder Expansion irgendwann in den Radiobereich)

viele Grüße
seb110

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 04 Jan 2017 15:56 #10957

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Hi!

Sind die kälteren Bereiche der Hintergrundstrahlung damit begründet, dass die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung in diesen Bereichen etwas größer ist? (oder ist die Anzahl der Photonen pro Fläche dort geringer)

Die Hintergrundstrahlung ist eine fast perfekte Schwarzkörperstrahlung.
Zurückgeführt werden gemessene Temperaturunterschiede (primär) auf dies:
Wikipedia:

* Der Sachs-Wolfe-Effekt: Strahlung, die aus überdichten Regionen entweicht, erfährt eine Gravitationsrotverschiebung, sodass die Hintergrundstrahlung in der entsprechenden Richtung eine geringfügig niedrigere Temperatur hat, andererseits wird dieser Effekt dadurch teilweise kompensiert, dass die Gravitation zu einer Zeitdilatation führt. Daher stammen die Photonen der dichteren Regionen aus einer geringfügig früheren Zeit, zu der das Universum noch heißer war. Beide Effekte werden gemeinsam durch den Sachs-Wolfe-Effekt beschrieben.[12]
* Die Dichteschwankungen im frühen Universum führen zu sogenannten Pekuliargeschwindigkeiten. Das sind Geschwindigkeiten der Materie, die zusätzlich zur Geschwindigkeit der Expansion des Raumes auftreten. Die Elektronen, mit denen die Photonen das letzte Mal streuen, haben also eine von der Dichte abhängige zusätzliche Geschwindigkeitskomponente.[12]
* Wird in einem kleinen Gebiet die Baryonendichte erhöht, werden die Baryonen adiabatisch komprimiert und dadurch heißer. Da die Baryonen mit den Photonen im thermischen Gleichgewicht stehen, werden somit auch die Photonen energiereicher.[12]


Ist die Expansion(srate) des Universums mit der Wellenlänge oder der Frequenz der Hintergrundstrahlung koppelbar? (verschiebt sich die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung bei andauernder Expansion irgendwann in den Radiobereich)

Ja, die Hintergrundstrahlung wird sich vom Microwellenbereich, in dem wir sie heute messen, mit der Kosmosausdehnung weiter rotverschieben.

Beste Grüße
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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 05 Jan 2017 17:07 #10992

Hi Ropp
ersteinmal vielen Dank für die Antworten.

Ropp schrieb: Ja, die Hintergrundstrahlung wird sich vom Microwellenbereich, in dem wir sie heute messen, mit der Kosmosausdehnung weiter rotverschieben.

Eine weitere Frage: Man hört ja immer von Prozentanteilen der Dunklen Materie, (Dunklen Energie, als Verantwortliche für die Expansion) . Ich bleibe jetzt erst einmal beim Begriff Expansion selbst.
Diese ist über den zeitabhängigen Hubble Parameter bestimmbar (man hat einen Anhaltspunkt). Lässt sich eine Expansion nicht auch an der Hintergrundstrahlung direkt "festmachen", wenn die Hintergrundstrahlung bei größerer Expansion eine immer größere Wellenlänge hat. Sprich: zu jeder Wellenlänge, gehört ein Expansionswert. Oder wird das schon so gemacht?

viele Grüße
seb110

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 06 Jan 2017 08:57 #11040

ok, die Rotverschiebung geht, über das Hubble Gesetz, die Robertson Walker Metrik, bis hin zu Friedmann, dann ein. Sie bleibt bis zu 400 Mpc im linear Zusammenhang zur Expansion. Ich muss zugeben :blink: ich weiss trotzdem noch nicht, ob sich das Hubble Gesetz in der Form, dann auch auf die Rotverschiebung der Hintergrundstrahlung anwenden lässt, oder dieses Gesetz nur bei Standardkerzen gültig ist.

viele Grüße
seb110

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 14 Jan 2017 11:38 #11289

Hallo com-ty,

zur Hintergrundstrahlung hab ich mir ein kleines Experiment ausgedacht, nennen wir es "das 2 Münzen Experiment"
Fakt ist ja, dass die Hintergrundstrahlung in allen Richtungen messbar ist.
Laut UT ist die Hintergrundstrahlung die Strahlung, die sich 380 000 Jahre nach dem Urknall von der Materie abgekoppelt hat und abgekühlt ist, von 4000 K auf die heutigen 2,725K.
Strahlung hat die Eigenschaft, dass sie sich von der Quelle auf direktem Wege zum Empfänger bewegt.
Da wir die Hintergrundstrahlung aus allen Richtungen empfangen, kann die Quelle der Strahlung nur da sein woher wir sie auch delektieren.
Und jetzt zum Experiment:
Man nehme ein Blatt Papier une zeichne einen Kreis von etwa 10 cm, oder grösser. Dieser Kreis steht für das gesamte Universum.
Dann legt man 2 kleine Münzen in den Kreis. Eine der Münzen repräsentiert den Urknall.
Die andere repräsentiert den Empfänger, uns.
Und jetzt versucht mal die Münzen so zu koordinieren, dass die eine Münze, die Quelle (Urknall) darstellt und die andere den Empfänger (uns).

Bin gespannt auf eure Ergebnisse

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 14 Jan 2017 12:15 #11290

Dieses Gedankenexperiment hinkt leider.

Wenn es einen Urknall gegeben hat (wovon ich ausgehe), dann muss dieser Urknall in dem ganzen damaligen Raum stattgefunden haben. Seitdem hat sich der Raum an allen Stellen ausgedehnt. Ein spezieller Urknall-Bereich in unserem heutigen Universum ist nicht auszumachen, es gibt ihn einfach nicht.

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 14 Jan 2017 12:24 #11291

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Dieser Kreis steht für das gesamte Universum.
Dann legt man 2 kleine Münzen in den Kreis. Eine der Münzen repräsentiert den Urknall.
Die andere repräsentiert den Empfänger, uns.
Und jetzt versucht mal die Münzen so zu koordinieren, dass die eine Münze, die Quelle (Urknall) darstellt und die andere den Empfänger (uns).

Lieber nicht, denn ich weiß, der Urknall ereignete sich überall gleichzeitig.
Deine Vorstellung ist offensichtlich, der Urknall fand in der Ferne statt und wir nun wegfliegen von diesem ausgezeichneten Urknallspunkt. Das ist schon ein bisschen naiv. :)

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 14 Jan 2017 21:41 #11309

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StFan schrieb: Und jetzt zum Experiment:
Man nehme ein Blatt Papier une zeichne einen Kreis von etwa 10 cm, oder grösser. Dieser Kreis steht für das gesamte Universum.
Dann legt man 2 kleine Münzen in den Kreis. Eine der Münzen repräsentiert den Urknall.
Die andere repräsentiert den Empfänger, uns.
Und jetzt versucht mal die Münzen so zu koordinieren, dass die eine Münze, die Quelle (Urknall) darstellt und die andere den Empfänger (uns).

Bin gespannt auf eure Ergebnisse

Schmeiß die eine Münze in einen großen Bottich mit Bauschaum und mit der anderen Münze kauf dir eine Bier. und stell dir vor was die Münze im bauschaum so erlebt.
;)

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 15 Jan 2017 09:33 #11318

ClausS schrieb: Dieses Gedankenexperiment hinkt leider.

Wenn es einen Urknall gegeben hat (wovon ich ausgehe), dann muss dieser Urknall in dem ganzen damaligen Raum stattgefunden haben. Seitdem hat sich der Raum an allen Stellen ausgedehnt. Ein spezieller Urknall-Bereich in unserem heutigen Universum ist nicht auszumachen, es gibt ihn einfach nicht.


Hallo Claus,
Wenn etwas keine Spuren hinterlässt kann das vielleicht auch bedeuten, dass gar nichts da gewesen ist.
Deiner argumentationsweise nach, kann ich dich auch fragen: Hast du einen Beweis, dass es die Singularität gegeben hat? Oder ist der Urknall nur purer Glaube?

Ropp:
Danke für das Kompliment.
Die Hintergrundstrahlung wurde etwa 380 000 Jahre nach dem Urknall entsendet, wir sind jetzt 13,8 Mrd. Jahre nach UK . Erklär mir doch bitte wieso die damals ausgesandte Strahlung jetzt aus allen Richtungen empfangen werden kann.

Merilix:
Offensichtlich hast du das Bier schon getrunken... ;)

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 15 Jan 2017 16:06 #11333

Erklär mir doch bitte wieso die damals ausgesandte Strahlung jetzt aus allen Richtungen empfangen werden kann.


Vielleicht, weil sie aus allen Richtungen abgestrahlt wird... ;)

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 15 Jan 2017 16:46 #11336

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Ja genau aus allen Richtungen schön gleichermaßen, ich muss wohl mein Beitrag von vor 2 Jahren hier mal raus suchen, wo ich es auch schon angesprochen hab, das da was nicht sein kann.... Also ich persönlich verstehe die Entfernung angaben nicht.

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

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 15 Jan 2017 18:30 #11339

Welche Entfernungen?

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 15 Jan 2017 18:42 #11341

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StFan schrieb: Erklär mir doch bitte wieso die damals ausgesandte Strahlung jetzt aus allen Richtungen empfangen werden kann.

Damals also bis etwa 380000 Jahre nach dem UK war das Universum angefüllt mit einer Art Lichtnebel. Die Photonen wurden immer wieder in alle Richtungen gestreut. Seit der "Nebel" sich lichtete weil die bis dahin freien Elektronen von den H+ und He++ Kernen eingefangen wurden konnten sich die Photone frei bewegen. Was wir heute in der Hintergrundstrahlung sehen ist nicht unsere unmittelbare Umgebung sondern die Innenfläche einer Sphäre die damals schon so groß war das das Licht unter Berücksichtigung der weiteren Expansion eben 13,4 Mrd. Jahre bis zu uns brauchte.
Eben weil der "Lichtnebel" im ganzen Universum vorhanden war sehen wir das heute aus allen Richtungen.

StFan schrieb: Merilix:
Offensichtlich hast du das Bier schon getrunken... ;)

Ja ;) Aber das Gleichnis mit dem Bauschaum war durchaus ernst gemeint.

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 17 Jan 2017 18:04 #11379

Merilix schrieb: Damals also bis etwa 380000 Jahre nach dem UK war das Universum angefüllt mit einer Art Lichtnebel. Die Photonen wurden immer wieder in alle Richtungen gestreut. Seit der "Nebel" sich lichtete weil die bis dahin freien Elektronen von den H+ und He++ Kernen eingefangen wurden konnten sich die Photone frei bewegen.


Merilix anscheinend bist du dir nicht bewusst was du da geschrieben hast!

Wie du schreibst war das Universum 380 000 Jahre nach dem Urknall eine kompakte Kugel bestehend aus H und He mit einem Radius von 380 000 LJ ( damals gab's keinen freien Raum und die Materie kann sich bestenfalls mit LG bewegen oder die ART ist für die Mülltonne).

Und jetzt ein Vergleich: Damals hatte das Universum einen Radius von 380 000 LJ und bestand aus einer kompakten Masse von H und He und zum Vergleich unsere Sonne, auch bestehen aus H und He, mit einem Durchmesser von etwa 1,4 Millionen Kilometer.

Da möchte ich anmerken wieviel Platz ein einzelnes Atom einnimmt im Vergleich zu seinen Bestandteilen (Proton, Neutron, Elektron) und 380 000-400 000 Jahre nach dem Urknall war die Umwandlung von Bestandteilen in kompletten Atomen schon abgeschlossen! D.h. dass die Materie zwischen 10 000 - 100 000 mal mehr Raum in Anspruch nimmt als die Bestandteile des Atoms zuvor beansprucht haben.

Jetzt möchte ich noch darauf hinweisen, dass Wasserstoff gravitativ wirkt.

Na dann ein dickes Prosit auf den Urknall!

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 17 Jan 2017 20:12 #11386

Das Universum dehnt sich schneller aus als die Lichtgeschwindigkeit. Dies zeigen die aktuellen Messungen. In so fern würde ich nicht davon ausgehen, dass das Universum 380 000 Jahre nach dem Urknall nur 380 000 LJ groß war.

Raum gab es damals wie heute und der Raum hat sich damals ausgedehnt wie heute. Die Lichtgeschwindigkeit ist die Obergrenze für Bewegungen gegenüber dem Raum, nicht für die Raumausdehnung selbst.

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Ist die Hintergrundstrahlung ein festes Bezugssystem? 17 Jan 2017 21:24 #11389

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StFan schrieb: Wie du schreibst war das Universum 380 000 Jahre nach dem Urknall eine kompakte Kugel bestehend aus H und He mit einem Radius von 380 000 LJ ( damals gab's keinen freien Raum und die Materie kann sich bestenfalls mit LG bewegen oder die ART ist für die Mülltonne).

Nein, das habe ich so weder geschrieben noch gemeint.
In meinem Post steht nichts von
kompaktein Plasma würde ich nicht als kompakt bezeichnen
Kugelüber die Gestalt lässt sich nichts sagen, womöglich hat es überhaupt keine definierbare Form
Radius 380.000 LJdas Universum kann zu der Zeit bereits beliebig groß gewesen sein. Allenfalls eine Minimalgröße kann geschätzt werden
H und HeElektronen, Photonen, Neutrinos und ein paar andere Teilchen gehören auch dazu. und besonders an den freien Elektronen wurden die Photonen in alle Richtungen gestreut
kein freier Raumwo steht das zwischen den Teilchen des Plasmas kein Raum ist?
Mülltonne???

Bitte richtig lesen und aufpassen das du nichts hineininterpretierst was nicht da steht.

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