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THEMA: ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme?

ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 06 Jan 2018 13:32 #25637

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Ein gutes Neues!
Hubble-Expansion gäbe es nur ausserhalb gravitativ gebundener Systeme, also nicht inerhalb der Milchstrasse, dem Sonnensystem bzw. dem (elektromagnetisch gebundenen) Platin-Meter in Paris (auch kein extra Parkplatz in München). Dass die Expansion in subkosmologischen Entfernungen vernachlässigbar klein ist, ist mir klar. Aber deswegen gleich Null? Wo hört die gravitative Bindung auf? Galaxienhaufen, Superhaufen, Super-Superhaufen (Hubble hat die Expansion schon bei kleineren Entfernungen festgestellt)? Die ART macht doch keine Grenzen (bis auf die Planckwelt), oder ist ein „big crunch“ nicht auf gravitative Bindung zurück zu führen? Ja, nicht die Objekte bewegen sich auseinander sondern der Raum zwischen ihnen expandiert, aber kann man Raumexpansion überhaupt ohne Objekte feststellen?
Wo liegt mein Denkfehler?

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 06 Jan 2018 15:38 #25638

Die Expansion findet überall statt. Angenommen das Big Rip Szenario, dann wird die Expansion so stark, dass sogar Atomkerne irgendwann zerrissen werden.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 06 Jan 2018 15:55 #25640

Woher weißt du das?

Und angenommen, Atomkerne könnten durch die Expansion zerissen werden, dann müsste das auch durch die gegenwärtige Expansion von Zeit zu Zeit passieren. Das wäre dann ein statistischer Prozess, bei dem die Kerne durch die Expansion in einen angeregten Zustand überführt würden, und ständig Energie abstrahlen müssten, um wieder einen stabilen Zustand einzunehmen, oder vielleicht auch ganz zerstrahlen - auch wenn's sicherlich nicht viel ist, was sie loswerden müssten.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 06 Jan 2018 16:13 #25641

Big Rip: Die neuste Bezeichnung unter den 'Big...' der Kosmologie. Sie wurde im Rahmen der Phantom-Energie-Modelle (Caldwell, Kamionkowski & Weinberg, 2003) entwickelt und beschreibt das Ende des Universums im völligen Zerreißen von allem, was sich in ihm befindet: Galaxienhaufen, Galaxien, Milchstraße, Sonnensystem, Erde, Atome, Atomkerne und Elementarteilchen! (...)

Andreas Müller: Big Rip. AstroWissen, 2007.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 01:06 #25660

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LeseSalamander schrieb: Woher weißt du das?
(...)


Keiner "weiß" was mit dem Universum passiert in Milliarden oder Billiarden oder Fantastalliarden Jahren.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 02:19 #25661

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Mein jüngerer Bruder hat mich hat mich da auf was gebracht, will ich euch nicht vorenthalten :)

Meint der ganz trocken : "Nimm doch einfach mal die Expansionsgeschwindigkeit (-rate) des Universums und knipps (nurmal zum Spassss mit 4 s) alle Grundkräfte aus und guck mal wie lange das dauert bis irgendwas zerrissen wird..."

OK...definieren wir etwas als zerrissen...in etwa dann wenn sich der zugehörige Teil von Etwas sich in irgendeiner Entfernung davon befindet...Also wenn mein Kopf sich weiter als der doppelte Kopfabstand vom Körper weg befindet sollte der wohl ab sein.

Der Raum wächst also auf 1 mega parsec pro sekunde um 70 km.
1 mega parsec sind etwa 3 millionen Lichtjahre also 2,8382191 x 10^19 km

Wie lange (wieviele sekunden) dauert es diesen Abstand zu verdoppeln ?
Teilen wir 2,8382191 x 10^19 km durch 70 km und erhalten 4.0545987 x 10^17 sekunden.

Konvertieren Zeit von Sekunde nach Jahr (365 Tage).
4.0545987⋅10^17 sec. = 12.857.048.135,464 Jahre
Schlappe 12.8 Bilionen Jahre bis der Raum sich um die doppelte Strecke ausgedehnt hat.

Und jetzt knipsen wir alle Grundkräfte die es gibt wieder an ...
ja glaubt irgendjemand im Ernst, dass ein Teilchen oder eine Welle oder egal was nicht schon längst entweder zerstrahlt oder eine Wechselwirkung eingegangen ist noch bevor die "Expansion" es hätte zerreissen können?

Nochmals zur Verdeutlichung : Ein Kilometer Raum wächst pro Sekunde etwa um den 2.5 fachen Proton-Durchmesser.
Also auch *wenn* die Expansion des Universums etwas (durch Ausdehnung oder Abscherung) zerstören könnte (was sie ja nicht tut, weil die 4 Grundkräfte "mitmischen"), dann zumindest auf gar keinen Fall, auch nicht in absehbarer Zeit, wenn sich der Hubble-Parameter nicht grossartig ändert.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 04:43 #25664

Das Big-Rip Scenario geht von einer beschleunigten Expansionsrate aus.

So wie ich das sehe findet der Big-Rip auf sehr großen Skalen bereits statt bei Galaxien bzw. Galaxienhaufen zwischen denen die Gravitation nicht mehr ausreicht die Strukturen zusammenzuhalten. Man könnte sich jetzt vorstellen das die Expansionsrate mit der Zeit so weit anwächst das zuerst Galaxien und später Planetensysteme nicht mehr stabil bleiben. Spätestens dann wenn die Expansionsrate die Elektromagnetische Kraft überwindet wäre dann Schluss mit Materie so wie wir sie kennen. Chemische Bindungen wären dann nicht mehr möglich...

assume good faith

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 10:40 #25671

@OLK
Deine Rechnung ist irgendwie um 3 Zehnerpotenzen nicht korrekt.
Denn wir haben ein System, dass sich gedacht von einem Punkt aus "ausbreitet" mit - an unterschiedlichen Stellen - unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Um die Abstände zu erzeugen, die wir heute beobachten, hat das Universum nach den klassischen Rechnungen etwa 12,8 Milliarden Jahre benötigt (lass es 13,5 oder 13,21947291 .. was auch immer sein).
Frage: Wie lange benötigt das Universum, um sich bei konstanten Geschwindigkeiten nocheinmal um die selbe Strecke zu vergrößern?
Antwort: Noch einmal 12,8 Milliarden Jahre.

Was ich nicht weiß ist, ob dein Kopf sich in der Zeit doppelt so weit von deinem Hals entfernt, wie er jetzt ist, oder von deinen Füßen. :-D

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 11:30 #25674

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@lesesalamander :
Hey halt Stop, erst mal Danke für den Typo den du gefunden hast .. das war ein Cut-Paste Error weil ich eine englische Einheiten-Umrechnungs Site benutzt hatte.
Es soll Milliarden Jahre heissen. Dummerweise kann man paar Stunden später Posts nicht mehr editieren.
Deshalb hier noch mal die Korrektur:

EDIT:
Konvertieren Zeit von Sekunde nach Jahr (365 Tage).
4.0545987⋅10^17 sek. = 12.857.048.135,464 Jahre
Schlappe 12.8 Milliarden Jahre bis der Raum sich um die doppelte Strecke ausgedehnt hat.

So jetzt nehmen wir mal ein Auto und starten den Motor und wollen losfahren, dabei beschleunigen wir zuerst mit konstant 2.2 x 10^-18 m/s
Den Wagen kann jeder mit dem kleinen Finger festhalten, der kommt nicht vom Fleck.

Um das wieviel Fache muss denn die Expansionsgeschwindigkeit ansteigen um Grundkräfte (und erst recht EM-Kraft geschweige denn Starke WW) zu "überwinden".
Wird sich noch ne gute Weile hinziehen bis "uns" da irgendwas "Böses" passiert.

(Sorry für die Micky-Maus Sprache hier, aber ich wollte einfach mal was verdeutlichen)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 14:40 #25693

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Laut Stephen Hawking (und anderen) beteiligen sich durch Kräfte gebundene Systeme nicht an der Expansion, denn anderenfalls „ ... würden unsere Zollstöcke ... proportional grösser werden, und uns fiele gar nichts auf.“ Ich bin anderer Auffassung: Der SI-Meter ist als Funktion von c und der Sekunde definiert, und die Sekunde als Funktion der Strahlungsperiode des Nuklids 133Cs. Ein SI-Meter ist somit konstant und expansionsunabhängig (es sei denn, die Cs-Strahlungsperiode würde ihrerseits von einer subatomaren Länge, wie z. B. dem Orbitradius eines Elektrons, abhängen). Und, dass schon geringste Längen gemessen werden können, stellt LIGO unter Beweis.
Sehe ich das falsch?

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 15:07 #25696

Ziemlich sicher an genau dieser Stelle:
"(es sei denn, die Cs-Strahlungsperiode würde ihrerseits von einer subatomaren Länge, wie z. B. dem Orbitradius eines Elektrons, abhängen)" :-)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 07 Jan 2018 21:25 #25712

Rupert schrieb: Keiner "weiß" was mit dem Universum passiert in Milliarden oder Billiarden oder Fantastalliarden Jahren.

Achtung, ich habe nicht gesagt, ich wüsste, was mit dem Universum passiert. Ich habe gesagt, unter der Voraussetzung des genannten Szenarios, passiert das und das.

Eigentlich beinhaltet meine Antwort nicht viel Information. Das Big Rip wird dadurch charakterisiert, dass es eben am Schluss "rippt". Ich sage also nur: wenn es rippt, dann rippt es ;)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 08 Jan 2018 17:27 #25760

LeseSalamander schrieb: Ziemlich sicher an genau dieser Stelle:
"(es sei denn, die Cs-Strahlungsperiode würde ihrerseits von einer subatomaren Länge, wie z. B. dem Orbitradius eines Elektrons, abhängen)" :-)


Ich denke nicht, dass hier ein linearer Zusammenhang besteht.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 08 Jan 2018 20:25 #25763

Ich wollte auch nicht propagieren, dass es ne Funktion 1 / T = omegaCs (einige mir unbekannte Parametern sowie dem Durchmesser des Cs-Atoms) gibt, für die gilt:
omegaCs (einige mir unbekannte Parametern sowie 2 x Durchmesser des Cs-Atoms) = 2 x omegaCs (einige mir unbekannte Parametern sowie dem Durchmesser des Cs-Atoms).
Das könnte Formal noch stimmen (vielleicht, vielleicht auch nicht), aber es hilft dem Verständnis überhaupt nicht weiter.

Stattdessen einfach Semiklassisch hergelitten - wir benötigen c=const sowie alle WW-Teilchen sind masselos und bewegen sich daher immer mit c. Und wenn ich also den SI-meter absolut setze, die Lichtgeschwindigkeit konstant lasse und dann schaue, was mit den Zeiteinheiten passiert, wenn so fundamentale Größen, wie Atomradien verändert werden, dann stelle ich fest, dass das die Zeit beeinflusst, die WW im Atom selbst benötigen (also Prozesse, wie Zerfall oder chemische Verbindungen). Einfach weil die Information in Form von WW-Teilchen (nicht nur Photonen) jetzt längere oder kürzere Wege zurück legen müssen. (an dieser Stelle ist die Erklärung semiklassisch, und vor allem gedacht, Verständnis für den Prozess zu schaffen; es ist im Prinzip so, als würde man das innere eines Atoms und seine Prozesse als "Lichtuhr" begreifen)

;-)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 08 Jan 2018 23:55 #25771

In der Physik wird immer etwas interessant, wenn zwei Größen vergleichbar werden.
Wenn ich also die Abmessungen eines Tisches mit einem Meterstab vergleiche, dann kommt etwas sinnvolles dabei heraus oder wenn ich mit Röntgenstrahlen die Gitterstruktur eines Diamanten vermesse.
Wenn man diesen gedanklichen Ansatz überträgt auf die Kräfte, die wirksam sind in den Molekülen, in den Atomen, in den Kernen und diese Kräfte nun mit der Mächtigkeit einer zukünftigen Expansion der Raumzeit ins Verhältnis setzt, dann kann es einen Zeitpunkt geben, an dem diese Kräfte bei exponentieller Raumzeitexpansion vergleichbar werden. Und dann passiert wieder etwas physikalisch Interessantes.
Denn dann würde der Expansionsdruck erst die Molekülkräfte, dann die elektromagnetischen Kräfte der Atome und zuletzt auch noch die starke WW überwinden.
Ob die Elementarteilchen auch noch dran glauben müssen, hm.
Bosonen haben ihren Energieinhalt eingebüßt, Prozesse laufen dann keine mehr ab und damit steht die Zeit. Kommt damit auch die Expansion zum Erliegen?
Solche Überlegungen belagern manchmal meinen Kopf. Und vielleicht jetzt den ein oder anderen Kopf auch. Bitte, es soll dadurch kein Schaden in anderen Köpfen entstehen. Es sind nur Gedanken.
VG
Thomas

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 09 Jan 2018 00:38 #25773

LeseSalamander schrieb: Frage: Wie lange benötigt das Universum, um sich bei konstanten Geschwindigkeiten nocheinmal um die selbe Strecke zu vergrößern?
Antwort: Noch einmal 12,8 Milliarden Jahre.

Falsch!
Nicht die Geschwindigkeit ist (in erster Näherung) konstant sondern die Expansionsrate.
Das verhält sich ähnlich wie bei der Zinseszinsrechnung, der Zusammenhang ist nicht linear sondern exponentiell.
Der "neu" hinzugekommene Raum expandiert ja ebenfalls mit.

OLK schrieb: So jetzt nehmen wir mal ein Auto und starten den Motor und wollen losfahren, dabei beschleunigen wir zuerst mit konstant 2.2 x 10^-18 m/s
Den Wagen kann jeder mit dem kleinen Finger festhalten, der kommt nicht vom Fleck.

Ob du den Wagen festhalten kannst hängt nicht von der Beschleunigung ab sondern von der Kraft die der Motor auf die Straße bringen kann.
Kannst du die Kraft überwinden kann der Wagen nicht beschleunigen. Die Einheit ist übrigens m/s² ;)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 09 Jan 2018 02:39 #25775

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Bei der exponentiellen Ausbreitungsgeschwindigkeit möchte ich teilweise widersprechen.

Wenn ich das richtig verstanden habe, heisst es Zuwachs um *gleiche* Länge in gleicher Zeit:
Hier derzeit c.a. 70 km pro sekunde und megaparsec. Also wächst ein, jetzt beliebig ausgewählter, 1 megaparsec langer raum (etwa 3000 LJ um 70 km pro sekunde an
Und solange dieser Zuwachs gleichförmig ist, haben wir linearen Zuwachs.

Natürlich war der Hubble-Parameter zu Recht nie konstant..(man nannte man das ding früher ja auch Hubble-Konstante, weil man von einem sich gleichmässig beschleunigten Universum ausgangen ist. Kein Wunder, ohne dem ganzen Klimbim was sich alles im Weltall tummelt errechnet man sich auch eine falsches Alter des Universums. :)

Wie *hier* schön nachzulesen nimmt man eine Konstante h0 und man bastelt (multipliziert) sich einen Korrekturterm dazu und erhält den aktuellen Parameter.

Ich fasse mal eben kurz zusammen :

Hubble-Zeit

Der Kehrwert 1/H0 der Hubblekonstante wird Hubble-Zeit genannt. Bei gleichförmiger Expansion in einem leeren Universum wäre sie gleich dem Weltalter, d. h. der seit dem Urknall vergangenen Zeit. Je nach dem Gehalt des Universums an normaler (baryonischer) Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie kann die Expansion aber verzögert oder beschleunigt werden, so dass sich das Weltalter von der Hubble-Zeit unterscheidet:

t0 = 1/h0 * F(Ωm,ΩΛ,...)

Dadurch dass der Korrekturterm F zu verschiedenen Epochen des Universums varierte (und sich weiter ändern wird), weil diese Kollegen hier :

Ω r = Omega der Strahlungsdichte,
Ω m = Omega der gesamten Materie (normale baryonische und Dunkle Materie, vgl. Lambda-CDM-Modell),
Ω Λ = Omega {Lambda} der Dunklen Energie (s. auch kosmologische Konstante) und
Ω k = Omega des Krümmungsparameters.

sich mit der Zeit geändert haben und ändern werden, erhalten wir exponentielle zu- bzw. abnahme des Raumes.

Worauf ich hinaus will : Eine Ausbreitung von 70 km pro sekunde und megaparsec ist linear.
Dagegen wäre (70 km * F) pro sekunde und megaparsec exponentiell :) Wobei F sich auf die Omegas der Epochen des Universums bezieht.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 09 Jan 2018 07:23 #25778

Gehen wir in dem Gedankenexperiment von einer konstanten Hubble-Konstante von 70 km/(s*MPc) aus. Somit hat sich ein Raumsegment nach einer Zeit t0 auf seine doppelte Entfernung ausgedehnt. Betrachte wir nun zwei Galaxien mit vernachlässigbarer Relativgeschwindigkeit, die zum Zeitpunt t = 0 genau 1 MPc voneinander entfernt sind. Ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt 70 km/s.

Zum Zeitpunkt t = t0 sind die beiden Galaxien 2 MPc entfernt und ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt 140 km/s.
Zum Zeitpunkt t = 2*t0 sind die beiden Galaxien 4 MPc entfernt und ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt 280 km/s.

Somit entfernen sich mit konstantem Hubble Parameter zwei Galaxien exponentiell voneinander. Innerhalb einer Galaxie verändert sich nichts, weil die lokale Expansionsgeschwindigkeit nicht zunimmt.

In einem Universum mit konstantem Hubble Parameter würden die einzelnen Galaxien stabil bleiben, aber mit der Zeit alle anderen Galaxien außer Sichtweite geraten.

Lokale Effekte wie die Verschmelzung naher Galaxien durch die Gravitationskraft sind oben der Einfachheit halber nicht betrachtet.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 09 Jan 2018 10:00 #25782

@ ClausS und Merilix

Wenn ihr das so rechnet, ist das Alter des Universums, dass sich aus der Hubblekonstanten ergibt immer unendlich. Weil exponentielles Wachstum, da is nix mit 1/H0. Ich hab damit kein Problem, aber es widerspricht halt dem (nach Wikipedia) gängigen Vorgehen, und wir müssten uns nochmal gaaaaanz intensiv über das Alter des Universums unterhalten. (wobei müssten wir eh, aber das ist ein anderes Thema)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 09 Jan 2018 23:56 #25828

@LeseSalamander,

Ich verstehe nicht ganz worauf du hinaus willst und inwiefern unsere Rechnung dem gängigen Vorgehen widerspricht.

Ich zumindest beziehe meine Antworten auf die Friedmann Expansion mit dem Lambda-CDM-Modell und dies ist afaik das "gängige" Vorgehen. In einem anderen Thread hatte ich vor wenigen Tagen Grafiken dazu gepostet wie sich die Hubblekonstante nach diesem Modell zeitlich entwickelt hat. Ich poste das aber gern nochmal:
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Wie man schön sieht nahm die Hubblekonstante in den ersten 100 Mio Jahren stark ab und war die letzten 11 Mrd Jahre in der heutigen Größenordnung. Auch sieht man das die Expansion seit ca. 6 Mrd Jahren wieder beschleunigt.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 13:33 #25843

@Merilix

Merilix schrieb: Ich verstehe nicht ganz worauf du hinaus willst und inwiefern unsere Rechnung dem gängigen Vorgehen widerspricht.


Und ich verstehe wirklich nicht, was an meinen Ausführungen so schwer ist, dass ihr das nicht gebacken bekommt. Denn ich weiß, dass sowohl du als auch ClausS ganz lässig in der Lage seid, die Rechnungen nachzuvollziehen. Vielleicht ist mein Vorgehen, mit den Prämissen zu arbeiten, die gerade gegeben werden ja das Problem. Darum mach ich nochmal ganz langsam klar, wovon ich ausgehe, und was ich gerade außer Acht lasse. Und was ihr dazu sinnvollerweise kritisieren könntet, und was prinzipiell unsinnige Kritik ist. *grml*

Also OLK hat in grober Näherung eine Rechnung des Alters des Universums geliefert. Das hat er in Übereinstimmung mit der Wikipedia getan; siehe

Wikipedia schrieb: Der Kehrwert 1/H0 der Hubblekonstante wird Hubble-Zeit genannt. Bei gleichförmiger Expansion in einem leeren Universum wäre sie gleich dem Weltalter, d. h. der seit dem Urknall vergangenen Zeit.

aus dem Artikel zur Hubble-Konstanten
https://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante
.

Ob man das real so rechnen kann oder nicht sei einmal dahingestellt. Und auch OLK wird sicher zu stimmen, dass selbst wenn es geht, die Rechnung nur eine grobe Näherung bietet, und mehr wollte er sicher auch nicht. Aber WENN man so rechnet, dann hat man sich einige Prämissen mit eingefangen. Eine davon ist, dass H0 eine Konstante Ausbreitungsrate liefert, weil nur dann s / v eine Zeit t liefert, die für die Zeit steht, in der man mit v die Strecke s zurück gelegt hat. Die Strecke s ist dabei in diesem Fall schon Implizit in H0 versteckt und beträgt 1 Mpc. Das ist jetzt auch nichts schweres. Das sind Grundrechenarten.
So hat es OLK gemacht, und so steht es wie gesagt in der Wikipedia. Über den wissenschaftlichen Konsens so er von der Wikimeinung abweicht kann ich nichts sagen. Ich bin da ganz bestimmt nicht tief genug drin in der physikalischen Gemeinschaft - schon gar nicht bei den Experten für Kosmologie.

Was ich nun gemacht habe, ist nichts weiter als diese Prämissen klar heraus zu schreiben, und auf diese Weise seine Rechnung und die Folgerungen als Selbstverständlich unter diesen Prämissen dargestellt. (und dann habe ich nen Witz gemacht, an dem sich hoffentlich niemand aufgehangern hat)

Jetzt kommst du mit ClausS um die Ecke, und ihr greift meine Ausführungen an. Das ist unsinnig.
Was ihr machen könnt ist die Prämisse anzugreifen. Und am einfachsten könntet ihr das tun, in dem ihr uns erklärt, wie ihr (in grober Näherung) das Alter des Universums ausrechnen würdet. Das würde auch den Thread an der Stelle weiter bringen, denn genau darum ging es ja OLK.

Ihr habt aber leider nur eine Prämisse über H0 ins Spiel gebracht, die es prinzipiell unmöglich macht, damit das Alter des Universums auszurechnen. Daran ändern auch deine hübschen Diagramme nichts. Was also fehlt, damit ich (und OLK?) sich sinnvoll mit euren Argumenten auseinander setzen könnten, wäre eine Methode, wie man unter eurer (und vielleicht einigen weiteren) Prämissen sinnvoll das Alter des Universums ausrechnen kann. Denn da die Astrophysiker ein Alter angeben, muss es ja eine Methode geben.

Ich fände es auch klasse, wenn da noch was kommen würde. Ich hab mich vor ner Weile mit genau euren Argumenten auf nem andere Forum mit Leuten gefetzt, die einfach immer stur 1/H0 gerechnet haben. Wie gesagt, die Wiki gibt ihnen recht. Ich bin sogar noch nen Schritt weiter gegangen, und habe argumentiert, dass das 1/H0-Vorgehen dazu führt - wegen der konstanten Geschwindigkeit, - dass H0 so wie es konstruiert ist unter diesen Bedingungen mit der Zeit sinkt, und zwar mit 1/ Alter des Universums, bzw. also steigt wenn man in der Zeit zum gedachten Ursprung zurück geht. Und das nur Vollidioten diese Zahl so aufstellen und sie gleichzeitig eine "Konstante" nennen könnten. Insofern wäre ich echt neugierig, wie ihr das Problem lösen würdet, oder ob ihr noch ernsthafte Quellen kennt und/oder erläutern könnt, die das machen. :-|
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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 14:59 #25846

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Kurze Klarstellung:
Mir ging es in erster Linie darum einfach nur mal zu zeigen mit welchen *Winzigkeiten* wir es hier zu tun haben.
Hier: aktuelle Expansionsrate des Universums etwa ein 1/400 Protonen-Durchmesser pro sekunde pro meter (bzw. 2.5 Protonen-Durchmesser pro s pro km :)

Mehr hatte ich ehrlich gesagt in dem Moment auch nicht vor. Gut, jetzt sind wir zwangsläufig in diesem Fred über den Hubbelparameter gestossen und auch das Alter des Universums. Absolut interessantes Thema, dummerweise können wir nicht ala Gassner (der in den Videos die Massen/Teilchen befragt ob sie Kräfte spüren) das Universum befragen: Hey wie alt bist du eigentlich wirklich?

Den Hubble-Parameter als permanent konstant annehmen geht nicht, weil sonst absurde Werte für das Alter des Universums herauskommen.
Das ganze hat so bischen "Henne und Ei"-Charakter...Errechne ich aus dem jeweiligen Alter (Epoche) des Universums seine Bestandteile in % oder berechne ich aufgrund der Bestandteile das Alter des Universums?

Interessant finde ich auch diese ganzen Omega-Teile um den Korrektur-Faktor (-Funktion) zu ermitteln.

Die Frage : Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? würde ich eindeutig mit JA beantworten weil die Grundkräfte dagegen wirken.
Und weil am Anfang noch keine Grundkräfte da waren musste sich das Universum schlagartig mit extremer Geschwindigkeit expandieren.
Zumindest macht das Sinn.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 15:18 #25847

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Hallo ihr, also ich hab da schon vor paar Jahren hier geschrieben das es nicht möglich sein wird das Alter des Universums über Elektromagnetismus egal welcher Wellenlänge von unser Position aus zu bestimmen. Da muss man noch berücksichtigen das was an uns schon dran vorbei ist, wo wir nicht mehr sehen werden, für jemand anders an eine anderen Position ist es durchaus vorhanden, also kann man nur zurück rechen und von dem ausgehen was wir nur noch in diesem begrenzten Bereich sehen werden, da wohl klar ist das mit größere Entfernung sich die Entfernungen vergrößern bei gleichbleibender Ausbreitung Geschwindigkeit des EM Bereiches. Universum ist Endlos, und Tief, und es wird länger und tiefer. Oder doch nur tiefer wodurch es dann länger wird.... kein plan, ich kann auch leider nur schauen.....
wie fühlt man das was sich da ausbreitet?....welche sinne braucht man dafür?..... eventuell kann euch Cyborg hier aus Forum da weiter helfen. :D

Also über das Alter des Universums sollten wir uns da unterhalten bis in alle Ewigkeiten, bis jetzt ist da eine Interessante Angabe die sich mit Laufe der Zeit eindeutig ändert. Ist sonst noch etwas unklar bei Universum und dessen Alter? wo dich wer angreift kann ich nicht entdecken LeseSalamander.

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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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 17:24 #25849

@LeseSalamander.
Ich verstehe nicht warum du dich angegriffen fühlst. Das tut mir leid wenn du das so aufgefasst hast. Das ergibt auch irgendwie keinen Sinn in Bezug auf das Thema des Threads. 1/H0 als Weltalter ist in erster ganz grober Näherung richtig ergäbe aber ein Alter von rund 18 Mrd Jahre. Das Weltalter ist doch aber nicht das Thema oder?

OKL hat das präzissiert und auf die Friedmannlösung und das Lambda CDM Modell verwiesen mit der die zeitliche Abhängigkeit der Expansion von den Omega-Parametern beschrieben werden. Meine Grafiken zeigen das auch. Aber das ist aus meiner Sicht für das Thema eigentlich nicht wirklich relevant.

Mein Einwand, die Ausdehnung des Universums müsse (bei konstantem H0) einen exponentiellen Verlauf nehmen mag falsch sein. aber dann sollte mir bitte jemand das "Zinseszins" Argument entkräften.
Angenommen die Rate betrüge 0,5 km / s / km. Dann würde aus einem km nach einer Sekunde 1,5 km (grob vereinfacht!) und nach zwei Sekunden 1,5 + 0,75 = 2,25 km, nach drei Sekunden wären das dann 2,25 + 1,125 = 3,375. Das geht nicht linear sondern exponentiell!

Den Anfang (also Dein Argument man könne diesen dann so nicht ermitteln) würde ich von der Betrachtung ausklammern denn das Universum ist nicht leer und die Rate nicht konstant, im Gegenteil, sie ging nach der Friedmangleichung anfangs gegen unendlich ;)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 18:03 #25850

LeseSalamander schrieb: Denn ich weiß, dass sowohl du als auch ClausS ganz lässig in der Lage seid, die Rechnungen nachzuvollziehen.

...

Jetzt kommst du mit ClausS um die Ecke, und ihr greift meine Ausführungen an. Das ist unsinnig.
Was ihr machen könnt ist die Prämisse anzugreifen. Und am einfachsten könntet ihr das tun, in dem ihr uns erklärt, wie ihr (in grober Näherung) das Alter des Universums ausrechnen würdet. Das würde auch den Thread an der Stelle weiter bringen, denn genau darum ging es ja OLK.

Ihr habt aber leider nur eine Prämisse über H0 ins Spiel gebracht, die es prinzipiell unmöglich macht, damit das Alter des Universums auszurechnen. Daran ändern auch deine hübschen Diagramme nichts. Was also fehlt, damit ich (und OLK?) sich sinnvoll mit euren Argumenten auseinander setzen könnten, wäre eine Methode, wie man unter eurer (und vielleicht einigen weiteren) Prämissen sinnvoll das Alter des Universums ausrechnen kann. Denn da die Astrophysiker ein Alter angeben, muss es ja eine Methode geben.


Grundsätzlich danke, dass Du meine Fähigkeiten für so gut einschätzt. Leider überschätzt du mich. Wie genau der Wert von 13,8 Milliarden Jahre ermittelt wurde, kann ich nicht sagen. Es gibt ja in der Theorie gerade zu Beginn des Universums Abweichungen von der Hubble Konstante (z.B. die Inflationsphase).

Im Beitrag #25778 habe ich meine Vorstellung der Expansion gepostet: Aus einer konstanten Expansionsgeschwindigkeit folgt für mich, dass sich zwei (ansonsten nicht bewegte) Objekte letztlich exponentiell voneinander entfernen. Grund: Je mehr Raum zwischen den beiden Objekten ist, desto mehr Raum dehnt sich mit dieser Expansionsgeschwindigkeit aus.

Liege ich mit dieser Annahme falsch?

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 18:36 #25851

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aber dann sollte mir bitte jemand das "Zinseszins" Argument entkräften.


Nee. Das kann keiner :)

Ähem, ich Dussel hab die Expansion immer auf den selben meter oder kilometer Raum angewandt. Also 1 megapsec wächst in 1 sek um 70 km..in 2 sek um 140 km und in 3 sek um 210 km an und hab den dazu gewonnen Raum nicht mit berechnet. Der wächst ja auch mit. Das muss auch so sein sonst würden weiter entfernte Räume nicht schneller anwachsen als nähere.
Dickes fettes sorry hier :)

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 20:20 #25854

ClausS schrieb: Liege ich mit dieser Annahme falsch?


Das wüsste ich im Prinzip auch gerne. Ich persönlich sehe das ganz genauso. Aber ich kann das auch nicht bekräftigen oder entkräften.

Nochmal, auch die Wiki gibt als Standard das Vorgehen mit 1/H0 vor. Das geht; aber eben nicht unter der Prämisse exponentiellen Wachstums. Sondern das ist ganz klar Grundrechenarten der 3. Klasse mathematik bzw. angewand irgendwann so 6. Klasse Physik: v = s / t umgestellt nach t bei gegebenem Weg für konstante v. Kann man machen. Macht die Wiki so. Warum, das verstehe ich nicht. Ob das richtig ist, oder aus welchem Grund, weiß ich nicht. Falls das korrekt ist, weil das rauskommt, wenn man irgendwelche Korrekturterme dazu tut - die sich zufällig gerade herausheben, dann ist es immer noch ein didaktischer Totalschaden und gehört daher trotzdem sofort aus der Wiki gelöscht. Aber das ist n anderes Thema.

Wenn wir dagegen von exponentiellem Wachstum ausgehen, und so rechnen wie oben, dann ist das (ungefähr) so:
Wir nehmen die ganz nackige e-Funktion und legen an irgendeiner Stelle die Tangente dran. Wir bekommen eine einfache Gerade mit nem Anstieg. Und weil wir wissen wollen, wann die e-Funktion 0 wird, nehmen wir die Gerade an genau dem Punkt wo sie ist, und schauen in 1. Näherung, wo diese Gerade die 0-Linie schneidet. Und das ist einfach Schwachsinn für ne e-Funktion. Gibt für die e-Funktion das Paradoxe ergebnis, dass sie weniger "alt" ist, je später wir "gucken" - also je größer das x in e^x, desto kürzer ist es bis zur genäherten 0-Linie. Das wäre, als würde - je älter unser Universum ist - die grobe Näherung immer kürzere Alter ausrechnen. Was die ganze Rechnung ad absurdum führt.
Der Fall mit H0 ist dabei etwas anders gelagert. Ich bin nicht ganz sicher, was das in einfachen Funktionen für eine größe ist, wo also der Parameter in der E-Funktion steht. Der Punkt ist aber, dass für nahezu konstantes H0 logischer weise 1/H0 ebenfalls nahezu konstant ist. Das heißt, dass unsere Näherung jetzt - egal ob wir 8 Milliarden jahre früher oder später schätzen - immer die selbe Abschätzung für das Alter des Universums macht. Und das bedeutet, dass diese Abschätzung in guter Näherung Bullshit ist und sonst wirklich gar nichts.

Wie gesagt, ich argumentiere hier eigentlich nur mit einfachem Schulstoff - vor diesem Post mit Grundschulstoff, weil ich die e-Funktion nicht weiter behandelt habe. Es geht nur darum, was die Rechnungen bedeuten, wenn wir sie so oder so anwenden. Mehr nicht.

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 10 Jan 2018 22:41 #25857

Und nochmal Ich. :blush:
Falls wir die Expansion vermittels H0 als exponentiell auffassen, dann hier ein Vorschlag für die Rechnung:

Formel für die Entwicklung eines Abstandes innerhalb des Universums* - vorrausgesetzt die Abstände sind grundsätzlich so groß, dass sich keine Gebundenen Systeme entwickeln können, also Expansion allein für den Abstand verantwortlich ist. Dann gilt:
d = d0 * exp [H0 * (t - t0)]  -- (Gleichung 1)

Also die aktuelle Entfernung entspricht einer Ausgangsentfernung d0 zum Zeitpunkt t = t0 multipliziert mit einem Faktor, der exponentiell mit der Zeit t wächst.
Dabei ist die Größe H0 * (t - t0) dimensionslos, da H0 als Längenmaß / ( anderes Längenmaß * Sekunde) mit einer Zeit multipliziert wird. Ein Längenmaß durch ein anderes dividiert verändert einfach nur die numerische Größe und im Ergebnis ist der Term dimensionslos, so wie wir das auch brauchen im Argument der Exponentialfunktion.

Wir fragen uns, wie viel Zeit vergehen muss, damit sich d im Vergleich zu d0 verdoppelt, und können damit loslegen:
2 * d0  = d0 * exp [H0 * (t - t0)] -- (Gleichung 2) 
2       =      exp [H0 * (t - t0)] -- (Gleichung 3)
ln 2    =          [H0 * (t - t0)] -- (Gleichung 4)

Also
(t - t0) = (ln 2) * 1/H0)  -- (Gleichung 5)

ln 2 gibt mein Tafelwerk grob mit 0,7 wieder (also eigentlich 0,6931, was für unsere Bedürfnisse viel zu genau ist :-D).
1 / H0 hab ich oben schonmal gesagt, sollte ungefähr 13,5 Milliarden Jahre sein. Das Ergebnis habe ich so aus dem ebenfalls weiter oben verlinkten Wikiartikel - da kann man es als einfachen 3-Satz aus der Altersbestimmung mit Korrekturfaktur bestimmen.**

Also bekommen wir für die Zeit t, die das Universum bei gegebenem (Wert siehe Wiki), und als konstant angenommenem H0 benötigt, um seine großräumigen inneren Abstände zu verdoppeln 9,45 Milliarden Jahre (9,45 = 13,5 * 0,7). Das heißt vor 9,45 Milliarden jahren, also rund 3,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall war es schon ungefähr halb so groß wie heute. Davor können wir laut den Tabellen von Merilix keinesfalls mehr von einem konstanten H0 ausgehen, womit Rechnungen der Art wie oben so ziemlich hinfällig werden.

Wie man leicht sieht, taugt die Rechnung für eine absolute Altersbestimmung überhaupt nichts. Allerdings können wir unter den gegebenen Prämissen (H0 als Ausdruck von expontentiellem Wachstum; ungefähre Konstanz seit vielleicht 10 Milliarden Jahren - siehe Tabellen) für eine gewisse Zeit einen Eindruck von der tatsächlichen Entwicklung gewinnen. Vorrausgesetzt man kann das so rechnen, und mir ist dabei kein Fehler unterlaufen.

*
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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 11 Jan 2018 02:22 #25861

Kurzantwort:
Meine Umrechnung 1 / H0 in rund 18 Mrd Jahre war falsch. Das hatte sich ein falscher Faktor bei km/mpc eingschlichen.
Korrekt ist:
\( \frac {1}{70} \frac{s \cdot mpc}{km} \cdot 3,0861 \cdot 10^{19} \frac{km}{mpc} \cdot 3,16887\cdot 10^{-8}\frac{Jahre}{s} = 13,971\cdot 10^{9} Jahre\)

Klar passt die Hubblekonstante H0 mit dem Skalenfaktor 1.0 (also Heute) in grober Näherung auf das heutige Weltalter. Weil das nur für heute gilt rechnet man ja auch mit dem Hubbleparameter der mit der Rotverschiebung skaliert (Rotverschiebung als die eigentliche Meßgröße aus der alles andere berechnet wird!)...
Um das genauer zu erklären wie ich das verstehe und auf deinen Beitrag gründlich einzugehen brauchts etwas mehr Zeit ...

assume good faith

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ART: Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme? 11 Jan 2018 05:22 #25863

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So ihr Lieben, ich nehm jetzt den Vorschlag von Chris auf und bin mal so frech und nehm die letzten paar Posts mit in einen neuen Thread und nenne den "Das Alter des Universums?", weil die Frage des aktuelles Themas : "Hubble-Expansion nur ausserhalb gebundener Systeme?" mit JA zu beantworten ist.

(zumindest entnehm ich das den Äusserungen hier aus den Thread :)

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