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THEMA: Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit

Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 12:39 #27351

Und noch eine Verständnisfrage:
Gebundene Systeme erzeugen also quasi einen "festeren" Raum - je stärker diese Bindung desto stärker auch die Bindung des Raumes (und der Zeit?).
Ist die verbildlichte Vorstellung richtig, dass sich hierdurch quasi der Agregatszustand des Raumes (und der Zeit?) ändert? In völlig ungebundenen Systemen (dem freien Raum) ist der Raum (und die Zeit?) gasförmig und unterliegt dadurch auch der Entropie wodurch sie sich ausdehnt. In gebundenen Systemen würde sich der Raum (und die Zeit?) verflüssigen in eine deutlich stärker Wechselwirkungs-geprägte Form. In Schwarzen Löchern verfestigt sich der Raum (die Zeit?) derart, dass keine räumliche Bewegungsfreiheit mehr besteht, er kristallisiert quasi (die Zeit steht still? Kompakter geht es nicht?). In dieser kristallinen Zeit stellt man sich anschaulich vor man könnte sich in ihr bewegen wie in einem Raum - ein eher sehr fiktiver zumindest aber schwer vorstellbarer Freiheitsgrad.
Ist diese Vorstellung einigermaßen richtig?
Sorry, wenn ich nerve - für mich sind Bilder sehr wichtig für's Verständnis :-)

Werd‘ ich geboren wird es wenig kühl.
Bin ich ewig ist ewig für mich jetzt.
Was ist liegt vor mir und ist dennoch hier.
Mein Tod mag Bahnen stören doch sorgt er für Niveau.
Pflanz‘ ich mich fort bin ich nicht attraktiv.
Doch bin ich beides und auch beides nicht.

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 14:01 #27364

Also bezüglich des "Aggregatzustandes von Raum" kann ich dem Bild überhaupt nichts abgewinnen. Der Raum ist nicht mehr oder weniger Fest. Ich bin auch überhaupt kein Fan der Raumzeit = Äthertheorie. Ich will den Äther loswerden, und werde ihm deshalb ganz bestimmt keinen Aggregatszustand verpassen. Falls du dem Bild was abgewinnen kannst, lass dich nicht aufhalten. Aber ich fand deine Beschreibungen eher verwirrend als erhellend. :-)

Madouc99 schrieb: Milchmädchenantwort:

Wenn immer neuer Raum entsteht, der wiederum neuen Raum entstehen lassen kann ist doch klar, dass das eine Exponentialfunktion ist und sich nach Überwinden aller entgegenwirkenden Kräfte rasant beschleunigt.

Und genau das passiert nach moderner Kosmologie nicht. Der Raum gebiert nicht einfach neuen Raum um dann wieder neuen Raum... genau deswegen ist die Hubbelkonstante ja prinzipiell keine Konstante, sondern der momentane Wert des Parameters H(t). Deswegen ist die Geschwindigkeit 2er Objekte (die weit voneinander entfernt sind) über die lebensdauer des Universums weitgehend konstant, und nur deswegen kann man mit 1/H(t) = 1/H(t=jetzt) = 1/ H0 auch das Alter des Universums grob ausrechnen. Ansonsten hätten wir ein exponentielles Wachstum, und dann kannste mal gucken, was du für ein t brauchst, um bei t0=0 für die Formel D = d * exp[ H0 *(t - t0)] das Ergebnis D=0 rauszubekommen. Oder meinetwegen nimmste halt statt 0 die Plancklänge, aber dann verstehste halt nix.

HardyG schrieb: Ok - danke euch. Also nimmt die Ausbreitungsgeschwindigkeit weiter zu und könnte irgendwann Lichtgeschwindigkeit erreichen oder (da wir nur über "ungebundenen Raum" sprechen) auch darüber hinaus gehen. Richtig?

Exponentiell wäre denke ich klar wenn der Raum sich aus sich selbst heraus gebähren würde (quasi wie Zellteilung eben). Das hatte ich bisher nicht zwingend angenommen. Ich hatte mehr das Bild, dass Raum aufgrund äußerer Einflüsse expandiert (quasi auseinander gezogen wird). Dann müßte die Expansion nicht zwingend exponentiell sein, oder?

Wie gesagt, das exponentielle Wachstum widerspricht der Lehrmeinung. Was nichts heißen muss. Sobald wir die Horizonte hinter uns lassen ist das eigentlich alles spekulative Wissenschaft.

Aber grundsätzlich nochmal, die Abstandsänderung ist entfernungsabhängig. Und für genügend große Entfernungen ist die Expansionsgeschwindigkeit damit größer als c. Und das war sie schon immer! Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird also nicht irgendwann größer c, sondern grundsätzlich irgendwo. Das mit dem wann... hmmm ... im Prinzip auch, wegen der dunklen Energie (für 2 Objekte mit großem Abstand D und D*H0<c ändert sich offenbar die Geschwindigkeit der raumausdehnung, und da kann man dann über Zeit eine Veränderung beobachten) aber ob dieses Weltbild den nächsten 50 Jahren standhält, oder auch nur welche Teile davon, muss sich zeigen... :-)
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 14:46 #27366

Kann ich nachvollziehen - die Bilder in meinem Kopf basieren oft auf der Übertragung von Vorstellungen aus anderen Bereichen. Diese Bilder sind leider oft unvollständig manchmal inkonsistent. Ich versuche diese immer wenigstens auf offensichtliche Widersprüche abzuklopfen - nicht immer erfolgreich.

In meiner Vorstellung ist Raumzeit aber nicht gleichbedeutend mit "Äther". Äther impliziert für mich eine art Trägermedium wogegen Raumzeit nur ein (allerdings wechselwirkendes) lokalisiertes Bezugssystem ist. Aus dieser Betrachtung der Wechselwirkung kann man natürlich etwas wie einen Äther ableiten aber diese Vorstellung habe ich eigentlich nicht.

Allerdings habe ich noch nicht verstanden, wie die Raumausdehnung mit >>c stattfinden kann. Wie können sich den überhaupt zwei Energie-/Materie-behaftete Systeme mit >>c voneinander entfernen? Widerspricht das nicht der RT? Und selbst wenn das so wäre wie könnten wir das jemals feststellen denn wir würden ja niemals irgend etwas aus einem System wahrnehmen welches sich (aufgrund der Raumexpansion) mit >>c von uns entfernt, oder?

Auch würde ich mich über eine Erklärung des Unterschiedes zwischen "gebundenen Systemen" und "ungebundenen Systemen" und (fals es das geben sotte) den Übergängen dazwischen freuen. Denn wenn ich Dich richtig verstanden habe macht das einen deutlichen Unterschied bei der Betrachtung der Expansion. Spricht man von "gebundenen Systemen" wenn die Kernkräfte beginnen zu überwiegen?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 19:31 #27398

Bei der Raumausdehnung bewegen sich ja nicht die Objekte mit hoher Geschwindigkeit gegenüber dem lokalen Raum, sondern es entsteht nur zwischen den Objekten neuer Raum.

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 20:01 #27406

Verstehe - und dadurch verbietet es sich auch, dass Raum dort „entsteht“ wo schon irgendeine Form von Energie ist. Aber ist das nich umgekehrte indukton? Es kann nicht sein was nicht sein darf? Die Antwort muss also doch streng gebunden sein an die Erklärung des zweiten Teils meines letzten Posts denke ich: Was sind „gebundene Systeme“ und wie grenzen sie sich ab. Die Antwort darauf fehlt mir noch um das verstehen zu können. Kann mir da nochmal jemand auf die Sprünge helfen?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 20:52 #27409

Ich persönlich bin mit der Raumexpansion mit >c auch nicht einverstanden, und zwar aus genau dem Grund. Ein Vertreter der Lehrmeinung würde mir da wohl ein Verständnisdefizit attestieren.
Wobei ich schon nachvollziehen kann, was die wollen. Siehe halt ClausS - es gibt ne lokale Nullergeschwindigkeit bei der gibt es keine Zeitdilatation. Und dann gibt es die anderen, die sich relativ dazu bewegen. Mit anderen Worten die führen ein absolutes Bezugssystem ein, das Ruhesystem des Universums, und behaupten auch dass man das feststellen kann. Nämlich über die Hintergrundstrahlung.

Was die Sache mit den gebundenen Systemen angeht ... da hilft vermutlich am besten ne Analogie. Wenn du ein ganz normales gebundenes System anschaust, dann gibt es da für gewöhnlich anziehende Kräfte und abstoßende Kräfte. Und die halten das System in einem stabilen Gleichgewicht, dessen Position sich aus den Kräften ergibt. Also meinetwegen Gravitation vs Elektromagnetische Abstoßung der Elektronen ergibt einen Klumpen, der je nach Größe mehr oder weniger stark zusammen gepresst ist. Und dann gibt es da auch solche Systeme wo auf den beiden Seiten jeweils mehr als eine Kraft wirken. Aber für die Positionierung zählt nur die Resultierende, und die Quelle oder Ursache ist eigentlich egal. Deswegen ist es völlig unerheblich, ob innerhalb unserer Galaxie eine Raumausdehnung stattfindet. Die ist in den Positionen und Zuständen schon mit eingepreist.
Das ist, wie wenn du ein Pendel elektrisch auflädst, und unten drunter einen Plattenkondensator hinstellst. Natürlich hat der Ladungszustand des Kondensators einen Einfluss auf das Pendel. Aber wenn du seine Pendelbewegung aufzeichnest, dann ist die schon mit drin, und du musst dir keine Sorgen machen, dass der jetzt deine Aufzeichnungen wertlos machen könnte. :-)

Hmm die Gedanken sind wohl ein bisschen unorganisiert. Hoffe das stört nicht zu sehr.
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 06 Feb 2018 22:50 #27416

ClausS schrieb: Bei der Raumausdehnung bewegen sich ja nicht die Objekte mit hoher Geschwindigkeit gegenüber dem lokalen Raum, sondern es entsteht nur zwischen den Objekten neuer Raum.


Der aber den Abstand zweier Galaxien durchaus verändern kann. Stellt sich also die Frage: Sind Diese Galaxien "in ihrem Raum" verankert oder wie läuft der Mechanismus ab der sie "auseinanderdrückt".

Was ich sagen will wenn wir zwei beide in einem (unendlichen) Wasserbecken stünden, mit beiden Beinen fest auf dem Boden und zwischen uns wird vom Boden her Wasser eingeleitet, dann bleibt der Abstand zwischen uns gleich, aber der Wasserrand breitet sich immer weiter aus. Lassen wir uns an der Wasseroberfläche treiben dann drückt uns das Wasser auseinander.

Wir sind uns einig, die letzte Analogie passt besser zum dem was wir im Kosmos beobachten, stimmts?

Was ist es also, dass die Galaxien mit dem Raum verbindet, und zwar so sehr, dass sie durch den Raum der direkt in ihnen entsteht eben nicht auseinander gerissen werden? Gravitation?

Wie kann es sein, dass sich der Raum wie eine Flüssigkeit verhält und entstehender Raum überhaupt den bereits vorhandenen Raum verdrängt? Es muss doch eine Verdrängung sein, sonst würden die Galaxien nicht auseinanderdriften, oder?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 02:36 #27435

ClausS schrieb: Derzeit geht man davon aus, dass das Universum zum Zeitpunkt sener Entstehung die Größe der Planck Einheiten hatte.

Das kann nicht sein: das Universum selbst ist nach dem heutigen Verständnis unendlich, und muss daher schon immer unendlich gewesen sein. Wenn mit dem Universum nur der Inhalt unseres Beobachtungshorizonts gemeint ist wäre das wiederum willkürlich, da sowohl der Radius als auch der Inhalt des Partikelhorizonts kontinuierlich zunehmen - warum sollte also ausgerechnet der Inhalt des heutigen Horizonts am Anfang genau auf eine Plancklänge Durchmesser komprimiert gewesen sein? Wenn überhaupt kann man in dem Zusammenhang nur über die Planck-Dichte und die Planck-Temperatur sprechen, aber auch nicht so sehr in dem Sinne dass das Universum am Anfang diese Eigenschaften gehabt hätte, sondern nur in dem Sinn dass wir darüber hinaus (noch) keine anwendbare Physik haben (was aber nicht heißt dass es in diesem Regime keine physikalischen Regeln gäbe).

LeseSalamander schrieb: Nach dem, was ich dazu gelesen und an Antworten bekommen habe, rechnet man das so, dass die Expansionsrate mit 1/Lebensdauer des Universums abfällt.

Da hast du was verwechselt: wir leben nur heute in dieser speziellen Zeit, in der der Kehrwert des Hubbleparameters cirka das Alter des Universums ergibt. Das war aber weder früher so, und noch weniger wird es später so sein (dann wird der Hubbleparameter auf einen konstanten Wert zugehen, womit dann auch der Kehrwert, also die vermeintliche Zeit, konstant bliebe. Das Universum wäre dann zum Zeitpunkt 1/H0/√ΩΛ, also 17.62 Mrd. Jahre nach Urknall, am Ende, weil danach die Zeit stehen bliebe, was natürlich Unsinn ist).

LeseSalamander schrieb: Ich persönlich halte nicht viel von dieser Beschreibung und grüble daher unverdrossen über ihre Widerlegung. Mal schauen, was bei rauskommt.

Wenn das wirklich wo so steht wie du das nacherzählt hast wird deine Widerlegung auf jeden Fall erfolgreich sein!

Auch nicht sehr viel davon haltend,


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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 08:03 #27437

Hmmm - alles sehr schwierig... Kann es sein, dass jeglicher Zerfall einfach Raum „emitiert“? Wenn der Raum in Systemen gebunden ist - je stärker die Systeme gebunden sind desto stärker (und desto mehr?) Raum ist in ihnen gebunden? Starke Kernkräfte binden also viel Raum, Zerfall setzt diesen Raum frei und die freigesetze Energie transportiert diesen Raum, reisst in quasi mit sich?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 09:52 #27444

yukterez schrieb: Da hast du was verwechselt: wir leben nur heute in dieser speziellen Zeit, in der der Kehrwert des Hubbleparameters cirka das Alter des Universums ergibt.


Tut mir leid ich muss mich wohl verlesen haben.
Da steht ein Mathematiker im ICE von Berlin nach Hamburg. Kommt ein anderer Zugreisender, und fragt freundlich: "Entschuldigung, sie wissen nicht zufällig, wie lange die Fahrt ungefähr dauert?"
Darauf schaut der Mathematiker auf die Geschwindigkeitsanzeige des ICE und antwortet: "Aber selbstverständlich mein Herr. Die Distanz Berlin Hamburg beträgt ungefähr 300 kilometer und unserere momentante Geschwindigkeit ist 177 km/h. Wir müssen einfach das eine durch das anderer dividieren, und sehen das wir also insgesamt 1 Stunde und 42 Minuten unterwegs sein werden."*
Darauf der Zugreisende etwas entgeistert: "Aber das ist doch nur unsere jetzige Geschwindigkeit. Wir sind doch auch mal schneller und mal langsamer unterwegs, wie können sie behaupten, dass es ausreichend wäre die Distanz durch unsere momentane Geschwindigkeit zu dividieren?!"
Und der Mathematiker antwortet pikiert: "Also schauen sie guter Mann. Wir haben auf unserer Reise von etwa 300km eine Maximalgeschwindigkeit und eine Minimalgeschwindigkeit. Erstere kenne ich gar nicht so genau, aber sie liegt wohl über 250. Letztere wird wohl 0 sein. Und nun gibt es eine Regel, dass irgendwo zwischen diesen beiden eine Geschwindigkeit existieren muss, für die gilt, dass wenn man die Gesamtstrecke durch diese Geschwindigkeit teilt, genau die tatsächlich benötigte Zeit herauskommt. Man nennt diesen Satz Zwischenwertsatz, und er wurde zweifelsfrei bewiesen. Nun trug es sich zu, dass sie mich zufällig genau in jenem Moment nach der Zeit fragten, als wir mit eben jener Geschwindigkeit unterwegs waren. Also habe ich sie verwendet. Und wenn sie keine Ahnung vom Zwischenwertsatz haben, oder davon wie man generell ein simples mathematisches Problem löst, dann können sie entweder mich als Mathematiker fragen, und meiner Expertise vertrauen, oder sie fragen einfach jemand anderen. Guten Tag."

Vielleicht kannst du ja erläutern, inwieviern die Sache mit H0 sich von dem Zugszenario qualitativ unterscheidet.

Langsam an der Zuträglichkeit einer universitären Ausbildung für den gesunden Menschenverstand zweifelnd,
LeseSalamander

*achja, da gabs ja noch Korrekturtherme. Die wollte unser Mathematiker dem Reisenden aber einfach nicht zumuten, außerdem beschreiben die eh nur die Verspätung durch die Deutsche Bahn...

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 10:14 #27447

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Korrekturtherme

Wer geht denn zur Korrektur seines Befindens nicht gerne in die Therme? :-)
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 12:05 #27458

Ja, es ist Winter, und auf einer Fahrt im ICE von Berlin nach Hamburg, wenn die Heizung mal wieder nicht funktioniert, weil sie nur bis -5° arbeitet, da denkt man naturemäß halt eher an die Therme statt an Terme. Ich danke also Robb für diesen wesentlichen Einwurf. Und eine schöne Terme hast du da ausgewählt.

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 12:21 #27461

HardyG schrieb: Hmmm - alles sehr schwierig... Kann es sein, dass jeglicher Zerfall einfach Raum „emitiert“? Wenn der Raum in Systemen gebunden ist - je stärker die Systeme gebunden sind desto stärker (und desto mehr?) Raum ist in ihnen gebunden? Starke Kernkräfte binden also viel Raum, Zerfall setzt diesen Raum frei und die freigesetze Energie transportiert diesen Raum, reisst in quasi mit sich?

Ich merke schon ihr schwebt aktuell in ganz anderen T(h)ermen als ich... mag sich noch jemand zu meinem Ansatz äußern?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 12:37 #27463

Ich persönlich habe große Schwierigkeiten Raum zu binden. Wie gesagt, ich bin kein Anhänger des Äthers, und damit sowas funktioniert muss man den Raum gedanklich verstofflichen.
Für mich ist Raum aber bloß ein gedankliches Konstrukt wie ein Handelsübliches Koordinatensystem, dass man ein wenig modifizieren kann, damit es nicht mehr euklidisch ist. Ich halte im Kern sowohl Raum als auch Zeit für Hilfsgrößen, die wir benutzen um Beziehungen zwischen Objekten zu hmmm.. katalogisieren. Deswegen halte ich von solchen Vergleichen erstmal gar nichts, wiewohl ich mich auf einem Weg dahin befinde (weil SL ansonsten schwer verständlich scheinen). Wie gesagt, dass ist ne sehr persönliche Anschauung, und ich weiß zwar warum ich die habe, aber ich will die niemandem aufzwingen.
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 14:40 #27468

Ich finde den Gednaken sehr naheliegend. Wir wissen, dass Materie Einfluss auf Raum und Zeit hat. Der Zerfall sollte entsprechend ebenso einen Einfluss haben, dynamisch möglicherweise deutlich mehr als statisch. Die Masseträgheit könnte sich beim Zerfall in einer Raumzeit-Trägheit äussern. Daher könnte sich die sich entspannennde Raumzeit „langsam“ ausdehnen sollte aber vermutlich örtlich an die entstandene Energie gebunden sein.
Bin nicht sicher ob diese Überlegungen in Richtung Äther gehen aber ich sehe hierbei keine zusätzliche Träger-Komponente oder Träger-Dimension...

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 14:52 #27470

Wäre nicht eine höhere Dimension eine Erklärung für unser Raumdilemma?

Wir wissen dass Materie die Raumeigenschaften verändert (Gravitation; RT) Wir wissen, dass Materie auch nur Energie ist (Äquivalenzprinzip) Wir beobachten eine Art Expansion, für die wir aber noch keine gute Erklärung haben.

Was ist wenn wir in einer ähnlichen Situation sind wie ein 2-D-Männchen, das eine Kugel beobachtet?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 15:04 #27472

Hmmm - damit tue ich mich nicht so leicht. Grundsätzlich auszuschließen ist das wahrscheinlich ebensowenig wie nachzuweisen aber letztlich ist die Einführung einer neuen Dimension aus meiner Sicht eher ein Schritt seitwärts als einer nach vorne (was ja denke ich der Haupt-Kritikpunkt an der Stringtheorie ist...)

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 15:11 #27473

HardyG schrieb: Hmmm - damit tue ich mich nicht so leicht. Grundsätzlich auszuschließen ist das wahrscheinlich ebensowenig wie nachzuweisen aber letztlich ist die Einführung einer neuen Dimension aus meiner Sicht eher ein Schritt seitwärts als einer nach vorne (was ja denke ich der Haupt-Kritikpunkt an der Stringtheorie ist...)


Der Haupt-Kritikpunkt ist, dass sie evtl. zu viel Aufmerksamkeit erhält, obwohl sie wenige überprüfbare Vorhersagen gemacht hat und diese auch noch nicht bestätigt werden konnten. Dass in der Stringtheorie - im Gegensatz zu anderen Theorien, in denen die Zahl der Raumzeitdimensionen per Hand eingefügt wird - die Zahl der Dimensionen eine Folgerung ist, ist eher ein Indiz, dass sie eine fundamentale Beschreibung unserer Welt sein könnte

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 07 Feb 2018 19:49 #27502

gut - aber um zum Thema zurückzukommen: was spricht dagegen, dass Energie neben seiner elektrischen und magnetischen Eigenschften eben auch seine gravitativen (Raumzeit-) Eigenschften mit sich führt? Wäre doch eigentlich nur Konsequent...

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 08 Feb 2018 22:21 #27574

ClausS schrieb: Bei der Raumausdehnung bewegen sich ja nicht die Objekte mit hoher Geschwindigkeit gegenüber dem lokalen Raum, sondern es entsteht nur zwischen den Objekten neuer Raum.

HardyG schrieb: Verstehe - und dadurch verbietet es sich auch, dass Raum dort „entsteht“ wo schon irgendeine Form von Energie ist. Aber ist das nich umgekehrte indukton?


Er hat nicht gesagt dass dort wo sich Objekte bewegen keine Raumausdehnung erfolgt, sondern dass die zusätzliche Abstandsänderung durch die Raumausdehnung nicht von einer Erhöhung der lokalen Geschwindigkeit kommt. Das ist auch richtig, nur deine umgekehrte Schlußfolgerung ist nicht sauber. Tatsächlich wird die lokale Geschwindigkeit durch die Ausdehnung des Raumes sogar geringer (dafür wird ihre Rezessionsgeschwindigkeit zueinander aber immer höher).

Übersetzend,

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 07:20 #27585

Hmmm... Ich kam ja - wieter oben in diesem Thread - von der Annahme, dass unser Raum überall expandiert. Ich bin davon ausgegangen, dass ein Photon selbst auch eine endliche Ausdehnung hat und auch dieser „Aufenthaltsraum“ des Photons wächst. Ich bin weiter davon ausgegangen, dass das Photon an seiner Front (in Bewegungsrichtung) Lichtgeschwindigkeit hat. Wenn sich nun der Ausfenthaltsraum des Photons auch ausdehnt dann kann das Photon auf der der Front gegenüberliegenden Seite nicht Lichtgeschwindigkeit haben. Daher muss auch innerhalb des Photons (wenn auch nur sehr wenig) Zeit vergehen. Das war meine Annahme.
Die Antwort von LeseSalamander hatte ich so verstanden, dass das nicht so sei da in „gebundenen Systemen“ keine Raumexpansion stattfindet. und darauf beruhten meine weiteren Überlegungen. Wenn ich Dich aber jetzt richtig verstanden habe, dann ist es eben doch so, dass aufgrund der Raumexpansion innerhalb eines Photons auch dort eine Zeit vergehen müsste. Richtig?

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 08:01 #27587

Hardy schrieb: Die Antwort von LeseSalamander hatte ich so verstanden, dass das nicht so sei da in „gebundenen Systemen“ keine Raumexpansion stattfindet.

Das ist falsch; der Raum expandiert durchaus, nur ist die Expansionsgeschwindigkeit im Nahbereich so gering dass die Objekte trotzdem beeinander bleiben da die Beschleunigung durch Gravitation, oder im noch näheren Bereich durch die elektromagnetischen Kräfte, sie stärker zusammenhält als die Expansion des Raums sie auseinandertreibt.

Hardy schrieb: Wenn ich Dich aber jetzt richtig verstanden habe, dann ist es eben doch so, dass aufgrund der Raumexpansion innerhalb eines Photons auch dort eine Zeit vergehen müsste. Richtig?

Die Zeit vergeht nicht aufgrund der Raumexpansion, die vergeht sowieso. An dem Ort wo das Photon sich befindet vergeht selbstverständlich auch Zeit, sonst könnte das Photon ja keine Strecke zurücklegen (3e8 Meter pro Sekunde funktionieren nur wenn es eine Sekunde gibt pro der die 3e8 Meter zurückgelegt werden, was natürlich auch in einem nichtexpandierenden Universum der Fall wäre).

Nicht nachvollziehen könnend warum du den Zeitfluss von der Raumexpansion abhängig machst,

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 08:43 #27589

HardyG trennt, glaube ich, noch nicht zwischen äußerer und innerer, respektive Eigenzeit des Photons.

Als Hilfestellung, quasi um das Problem erstmal zu umgehen, könnte ich noch anbieten, das ein Photon keine Ausdehnung hat. Wirklich 0. Ganz explizit ist ein Photon nicht seine Wellenfunktion, sondern Licht ist ein Objekt, dass sowohl klassische Welleneigenschaften, als auch Teilcheneigenschaften besitzt, speziell auch solche, die sich klassisch eigentlich widersprechen. Man muss dabei diese beiden Eigenschaftskategorieen strikt trennen. Das Photon ist der Teilchenaspekt, und ein Teil dieses Aspekts ist, dass es eine Ausdehnung von genau 0 hat. (während sich die Wellenfunktion natürlich über den ganzen Raum erstreckt) :-)
Und bei 0 Ausdehnung dürfte sich dein Problem mit der unterschiedlichen Eigenzeit einfach erledigen. Ich finde übrigens die Idee grundsätzlich interessant, aus anderen weiterführenden Gründen. Aber das hier zu vertiefen wäre verwirrend, daher der Versuch das Problem so für dich erstmal zu begraben. ;-)

Was die Raumausdehnung angeht, habe ich phänomenologisch Beschrieben , was passieren muss. Und mit dem "bereits eingepreist sein" ein Argument gebracht, dass sich super in die Ausführungen von yukterez einfügt:

LeseSalamander schrieb: Deswegen ist es völlig unerheblich, ob innerhalb unserer Galaxie eine Raumausdehnung stattfindet. Die [wäre dann; kleiner flüchtigkeitsfehler, Anm. LS] in den Positionen und Zuständen schon mit eingepreist.

:-)

@yukterez
Könntest du nochmal was zu dem Problem mit den Zugreisenden sagen? Das würde mich doch noch interessieren. :-)

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 12:13 #27594

LeseSalamander schrieb: Nach dem, was ich dazu gelesen und an Antworten bekommen habe, rechnet man das so, dass die Expansionsrate mit 1/Lebensdauer des Universums abfällt.

Yukterez schrieb: Da hast du was verwechselt: wir leben nur heute in dieser speziellen Zeit, in der der Kehrwert des Hubbleparameters cirka das Alter des Universums ergibt. Das war aber weder früher so, und noch weniger wird es später so sein (dann wird der Hubbleparameter auf einen konstanten Wert zugehen, womit dann auch der Kehrwert, also die vermeintliche Zeit, konstant bliebe.

LeseSalamander schrieb: Also schauen sie guter Mann. Wir haben auf unserer Reise von etwa 300km eine Maximalgeschwindigkeit und eine Minimalgeschwindigkeit. Erstere kenne ich gar nicht so genau, aber sie liegt wohl über 250. Letztere wird wohl 0 sein. Und nun gibt es eine Regel, dass irgendwo zwischen diesen beiden eine Geschwindigkeit existieren muss, für die gilt, dass wenn man die Gesamtstrecke durch diese Geschwindigkeit teilt, genau die tatsächlich benötigte Zeit herauskommt. Man nennt diesen Satz Zwischenwertsatz, und er wurde zweifelsfrei bewiesen. Nun trug es sich zu, dass sie mich zufällig genau in jenem Moment nach der Zeit fragten, als wir mit eben jener Geschwindigkeit unterwegs waren. Also habe ich sie verwendet. Und wenn sie keine Ahnung vom Zwischenwertsatz haben, oder davon wie man generell ein simples mathematisches Problem löst, dann können sie entweder mich als Mathematiker fragen, und meiner Expertise vertrauen, oder sie fragen einfach jemand anderen. Guten Tag.

LeseSalamander schrieb: @yukterez Könntest du nochmal was zu dem Problem mit den Zugreisenden sagen? Das würde mich doch noch interessieren.

Was soll ich dazu noch sagen? Hier ein Vergleich des echten Hubbleparameters mit dem Kehrwert der Zeit, beide in Gyr⁻¹:



Mit einem Bild mehr als mit 1000 Worten sagend,

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 21:55 #27616

1. Es ging mir schon um die Eigenzeit des Photons sonst wäre die Diskussion natürlich sinnlos ;-)
Ich gehe davon aus, dass ein Photon mindestens die Ausdehnung einer Plank-Länge hat, oder?
Wenn auch Ausdehnung stattfindet muss es sich an seiner Wellenfront schneller bewegen als auf der Rückseite.
Das für das Photon nach weitläufiger Meinung die Eigenzeit still steht stelle ich damit infrage.
Weiter sollte sich die Eigenzeit des Photons bei Beschleunigung (z.B. gravitative Ablenkung, Refelxion, ...) auch ändern. Ich habe mich halt gefragt, wie das für ein Photon aussehen würde... Vielleicht verstehe ich aber eben auch noch irgendetwas grundsätzlich falsch...

2. Wenn Raum durch Materie „verdichtet“ und der Raum überall gleichmäßig expandiert (nur gebundene Systeme diese Expansion durch die stärkeren Bindungskräfte instantan wieder überwinden oder quasi ausgleichen bedeutet dies, dass dieser Raum quasi aus diesen Systemen heraus gedrückt wird. Vielleicht kommt daher auch die höhere Raumdichte um die Materie herum. Dann müssten sehr massereiche Systeme sehr viel Raum „emitieren“ - so war mein Gedanke...

Werd‘ ich geboren wird es wenig kühl.
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 09 Feb 2018 22:12 #27618

@HardyG
Also nein, ein Photon hat keine Ausdehnung, wirklich 0. Und Beschleunigung am Photon wirkt immer nur Senkrecht zur Bahn, und damit als Richtungsänderung. Wenn du in Bewegungsrichtung dran ziehst, dann kannst du nur seine Energie verändern, aber nicht seine Geschwindigkeit.

@yukterez
Okay. Da meine Grundsätzlichen Einwände bezüglich dieser Rechnerei nicht durchkommen, will ich es dabei belassen.

Ich hätte aber noch ein paar Kontrollfragen bezüglich der Expansion, ob ich das Modell auch richtig verstanden habe. Es kam jetzt bei mir an, dass die Expansion des Universums keine Zeitdilatation hervoruft - sondern ausschließlich den Dopplereffekt, weil sich ja die Abstände ändern. Aber es sind keine Geschwindigkeiten im eigentlichen Sinne involviert. Das heißt doch wohl insbesondere, dass ich 1. nicht relativistisch Rechnen kann, also m = m ( vRezession ) nicht gilt.
Da Energie nur der Zeitanteil des 4er-Impulses ist gehe ich mal schwer davon aus, dass also auch der Impuls durch die Rezessionsgeschwindigkeit nicht berührt wird, oder?

Daran anschließend, hast du(?) zuletzt irgendwo eine Rechnung gepostet. Aber ich finde sie nicht mehr. :-(
Frei aus dem Gedächtnis ging es darum, was passiert, wenn wir ein Objekt mit 0,5c Lokaler Geschwindigkeit von hier losschießen. Du hast dann ausgerechnet (wieder frei aus dem Gedächtnis, also sorry für Fehler) das in 6 Milliarden Lichtjahren Entfernung von diesen 0,5c Pekuliargeschwindigkeit nur noch ~0,28c übrig sind. Aber die Rezessionsgeschwindigkeit wäre 0,25c, was insgesamt 0,53 c ergibt, mit denen sich das Objekt von uns entfernt.

Die genauen Zahlen brauche ich nicht, aber qualitativ bedeutet dass doch eine Verletzung der Impulserhaltung. Weil Rezessionsgeschwindigkeiten nicht beachtet werden, also alle "Impulse" daraus einfach 0 sind (wobei 0,5 c =|= o,53 c - es würde sich also eh nicht ausgleichen), aber die Pekuliargeschwindigkeit abnimmt. Demnach nimmt der Impuls ab - genauso wie logischer Weise die Energie (und nebenbei die Zeitdilatation).
Das ist doch ziemlich anschaulich (wenn auch nicht zwingend - mit der verlorenen Energie könnte ja was passieren) dafür, dass in einem expandierenden Universum die Energieerhaltung verletzt ist, oder?

sich über Klarstellungen, Korrekturen und ergänzende Hinweise durchaus freuend...
ähhh du bist ansteckend. :-D

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 10 Feb 2018 08:21 #27629

Wenn Du sagst, ein Photon hat die Ausdehnung 0 meinst Du damit die Ausdehnung in ALLE Raumdimensionen? Oder ist nur die Ausdehnung in Bewegungsrichtung durch die Bewegungsgeschindigkeit c auf 0 reduziert? Wenn letzteres, verändert sich die Ausdehnung des Photons wenn es langsamer wird?

Das mit dem Raum auch die Zeit expandiert ist aber mittlerweile nachgewiesen (anhand von vielen unterschiedlich weit entfernten Supernovä Zerfall-Zeiten die sich mit der Entfernung ändern - gibt ein schönes Video in dem Herr Gassner das erklärt).

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 10 Feb 2018 09:54 #27636

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LeseSalamander schrieb: Das ist doch ziemlich anschaulich (wenn auch nicht zwingend - mit der verlorenen Energie könnte ja was passieren) dafür, dass in einem expandierenden Universum die Energieerhaltung verletzt ist, oder?


Hallo Edith,

das Thema des scheinbaren Verlustes der Energie gerade in Bezug auf die "rotverschobenen" Photonen hatten wir hier schon öfter. Dass die Photonen tatsächlich Energie verlieren gehört zu den "common misconceptions" bezüglich der Expansion.

Die beste Erklärung bezüglich Energieerhaltung und kosmischer Expansion findest Du hier:

people.smp.uq.edu.au/TamaraDavis/papers/SciAm_Energy.pdf

Gruß,
Lulu
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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 10 Feb 2018 10:54 #27641

HardyG schrieb: Wenn Du sagst, ein Photon hat die Ausdehnung 0 meinst Du damit die Ausdehnung in ALLE Raumdimensionen? Oder ist nur die Ausdehnung in Bewegungsrichtung durch die Bewegungsgeschindigkeit c auf 0 reduziert? Wenn letzteres, verändert sich die Ausdehnung des Photons wenn es langsamer wird?

Ein Photon hat keine räumliche Ausdehnung. Du darfst dir Photonen nicht als Teilchen im Sinne von "kleine Kügelchen" vorstellen. Es sind die Quanten des elektromagnetischen Feldes.

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Expansion des Raumes, nicht der Raumzeit 10 Feb 2018 11:34 #27643

Bedeute das, dass Quanten keine Ausdehnung haben und Quantenfluktuation ohne Raum stattfindet?
Hmmm - da habe ich ein erhebliches Vorstellungsproblem...
Auch wenn ich mir ein Photon nicht „dinglich“ Vorstelle sondern dieses repräsentiert wird durch Quantenzustände so haben doch uch diese Zustände eine Ausdehnung. Im Extremfall ist diese Ausdehnung auf ein Quant beschränkt aber eben doch eine Ausdehnung und nicht 0.
Wo liegt da mein Denkfehler?

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