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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Raumausdehnung zwischen den Atomen


Slash
17.03.11, 20:12
Hallo,

einmal eine Frage:

Wenn sich der Raum ausdehnt, werden dann eigentlich auch die "Atome" bzw. Elementarteilchen auch größer oder bleiben sie gleich groß?

Es scheint ja, dass wenn man das Urknall Modell nimmt, dass "jetzt", wo sich der Raum ausgedehnt hat, die Atome / Photonen "endlich Platz". Also scheinen sie nicht "größer" geworden zu sein.

PS: Meine die Größe nur im "Prinzip" - schon klar, dass Quantenteilchen verschmiert sind.

Viele Grüße

Slash

dasSabl
17.03.11, 21:53
Hallo,

einmal eine Frage:

Wenn sich der Raum ausdehnt, werden dann eigentlich auch die "Atome" bzw. Elementarteilchen auch größer oder bleiben sie gleich groß?

Es scheint ja, dass wenn man das Urknall Modell nimmt, dass "jetzt", wo sich der Raum ausgedehnt hat, die Atome / Photonen "endlich Platz". Also scheinen sie nicht "größer" geworden zu sein.

PS: Meine die Größe nur im "Prinzip" - schon klar, dass Quantenteilchen verschmiert sind.

Viele Grüße
Slash



hallo! bin neu hier
also, so viel ich weiß, dehnen sich die atome nicht aus, sondern sie entfernen sich lediglich von einander. sonst könnte man diese ausdehnung doch weniger gut messen (braucht man nicht immer mind. 2 feste, unveränderte punkte dafür?), oder?!... hm... außerdem dachte ich, dass die klassische physik im atomkern außer kraft tritt (allein schon die unterschiedlichen energieniveaus der elektronen...). somit würde eine raumausdehnung unabhängig vom atom geschehen. oder?!:confused: allerdings würde das auch bedeuten, dass reaktionen zwischen atomen unwahrscheinlicher werden...

Slash
21.03.11, 08:04
Ja, also als zwei Punkte dachte ich bspw. die Orbital-"größe" (hier bspw. frei) definiert als die 95% - Aufenthaltswahrscheinlichkeitsgrenze.

Rechts oben steht doch glaube ich die Schrödinger Gleichung, wo die Aufenthaltswahrscheinlichkeit als Funktion von Raum und Zeit gegeben ist. Müsste man da dann nicht korrekterweise eine andere Variable für den Raum verwenden bzw. unterscheiden zwischen einem Raum, der sich ausdehnt und einem Raum, der sich nicht ausdehnt und der dann in der Schrödingergleichung verwendet wird?
(Auch wenn dies natürlich in der Praxis zu vernächlässigen ist - außer in Extremsituationen wie kurz nach dem Urknall) :-)

Timm
22.03.11, 16:12
Wenn sich der Raum ausdehnt, werden dann eigentlich auch die "Atome" bzw. Elementarteilchen auch größer oder bleiben sie gleich groß?

Die gegenwärtige Raumexpansion läßt gravitativ gebundene Systeme und erst recht die noch viel stärker gebundenen Atome und Moleküle unverändert. Falls es zu einem "big rip" http://de.wikipedia.org/wiki/Big_Rip kommt, könnte sich das in einer sehr fernen Zukunft ändern. Dann gewinnen die zerrenden Kräfte die Oberhand über die bindenden. Die gegenwärtigen Daten sprechen nicht dafür.

Slash
25.03.11, 10:15
Hallo Timm,

vielen Dank für die Antwort.

Ist die Raumausdehnung dann also mehr eine "Kraft", die einfach zu gering gegenüber den anziehenden Kräften in Molekülen / Atomen ist?
(in dem Sinne, dass es eine Kraft ausgeübt wird und nicht, dass der Ort / Abstand sich im Sinne einer Zwangsvorgabe ändert).

In der populärwissenschaftlichen Literatur entsteht oft mit dem Ballon-Vergleich (den man aufbläst) der Eindruck, gar nichts hat eine Chance sich der Ausdehnung zu widersetzen (d.h. der Ort / Abstand wird fest vorgegeben).

Viele Grüße

Slash

Bauhof
25.03.11, 14:57
Ist die Raumausdehnung dann also mehr eine "Kraft", die einfach zu gering gegenüber den anziehenden Kräften in Molekülen / Atomen ist? (in dem Sinne, dass es eine Kraft ausgeübt wird und nicht, dass der Ort / Abstand sich im Sinne einer Zwangsvorgabe ändert).
Hallo Slash,

die Raumausdehnung ist keine Kraft.
Die Universum-Expansion hat zur Folge, dass sich der Raum zwischen den Galaxien vermehrt --> die Abstände zwischen den Galaxien werden größer. Die Galaxien selbst werden durch die Gravitations"kräfte" zusammengehalten. Das heißt, innerhalb der Galaxien vergrößern sich die Abstände zwischen den Sternen nicht.

M.f.G Eugen Bauhof

Slash
25.03.11, 17:44
Hallo Bauhof,

danke! Ja, genau auf den Punkt wollte - (bitte sagen wenn ich falsch liege):

Ich denke, wenn es eine Kraft ist, dann kann ich es verstehen, wenn es aber Raum ist (der erzeugt wird), dann müsste dieser doch auch zwischen den Atomen / Planeten / Galaxien (etc.) erzeugt werden, und somit alles betreffen (wenn natürlich auch in komplett vernachlässigbarer Größe).

:confused:

EMI
25.03.11, 18:17
So is es Slash,

Raum "entsteht" überall, es gibt kein Gesetz welches es dem Raum verbietet z.B. innerhalb einer Galaxie zu "entstehen".

Gruß EMI

Timm
25.03.11, 19:58
Raum "entsteht" überall, es gibt kein Gesetz welches es dem Raum verbietet z.B. innerhalb einer Galaxie zu "entstehen".

Der Ansicht war ich auch, habe mich dann aber mit einem in der Forschung stehenden Astrophysiker unterhalten. Der Raum in Galaxien und Galaxienhaufen expandiert nicht wegen der dort größeren mittleren Energiedichte. Das Kriterium für die Raumexpansion ist die Rotverschiebung von Photonen. Es gibt sie nicht, wenn Photonen Galaxienhaufen durchqueren.

Gruß, Timm

Marco Polo
25.03.11, 22:34
Der Ansicht war ich auch, habe mich dann aber mit einem in der Forschung stehenden Astrophysiker unterhalten. Der Raum in Galaxien und Galaxienhaufen expandiert nicht wegen der dort größeren mittleren Energiedichte. Das Kriterium für die Raumexpansion ist die Rotverschiebung von Photonen. Es gibt sie nicht, wenn Photonen Galaxienhaufen durchqueren.

Hi Timm,

ich kenne es so, dass der Raum auch in Galaxien expandiert bzw. das Bestreben dazu hat. Nur dass die Gravitation der Galaxie diese eben zusammenhält. Die Galaxie bleibt also gleich groß.

Ich stelle mir die Galaxie dabei wie ein Schwimmreifen vor, der auf der Wasseroberfläche (Raumzeit) treibt. Unterschiedliche Strömungen im Wasser vermögen zwar an dem Schwimmreifen zu zerren, werden diesen aber nie nennenswert verformen oder gar ausdehnen.

Wenn jetzt aber die unterschiedlich gerichteten Strömungen extrem stark zunehmen würden und wir zudem annehmen, dass die Reibung zwischen Schwimmreifen und Wasseroberfläche viel größer wäre als dies tasächlich der Fall ist, dann würde der Schwimmreifen sich verformen oder bei entsprechenden unterschiedlichen Strömungsrichtungen sogar ausdehnen.

Die Analogie hinkt aber vermutlich etwas. :o

Grüsse, Marco Polo

Timm
25.03.11, 23:48
Hi Marc,

ich kenne es so, dass der Raum auch in Galaxien expandiert bzw. das Bestreben dazu hat. Nur dass die Gravitation der Galaxie diese eben zusammenhält. Die Galaxie bleibt also gleich groß.

Ich stelle mir die Galaxie dabei wie ein Schwimmreifen vor, der auf der Wasseroberfläche (Raumzeit) treibt. Unterschiedliche Strömungen im Wasser vermögen zwar an dem Schwimmreifen zu zerren, werden diesen aber nie nennenswert verformen oder gar ausdehnen.


Man kann es sich qualitativ etwa folgendermaßen klarmachen:

Lambda treibt die Expansion des Raumes an, Materie bremst sie. In lokalen Regionen mit höherer Materiedichte ist die "bremsende" Wirkung deshalb höher als im globalen Durchschnitt. Das Photon zeigt es an, es sieht ja auch nur das lokale lambda/Materie Verhältnis.

Der Vergleich mit dem Wasser, hm. Man sollte sich die Konkurrenzsituation vorstellen. Zwei entfernte Massen driften expansionsbedingt auseinander. Bringt man sie näher zusammen, gibt es einen kritischen Abstand (kein Gleichgewichtsabstand!), bei dem die Geschwindigkeit des Wegdriftens gleich der des aufeinander Zufallens ist. Ich habe das vor einiger Zeit mal für das H Atom, Erde, Sonne, Galaxie gerechnet und auch irgendwo hier gepostet. Mit zunehmender Beschleunigung der Expansion wird dieser kritische Abstand natürlich immer kleiner.

Galaxienhaufen sind noch gut gravitativ gebunden. Bei Clustern solcher Haufen wird es aber kritisch.

Gruß, Timm

Marco Polo
26.03.11, 00:22
Lambda treibt die Expansion des Raumes an, Materie bremst sie.

Ja Timm. Das klingt schlüssig. Wenn rotierende Massen die Raumzeit mitreissen können, dann sollte es Massenverbänden wie Galaxien möglich sein, die Expansion des Raumes lokal abzubremsen.

Man könnte aber auch argumentieren, dass Galaxien aufgrund ihrer gegenüber der Raumexpansion dominierenden Gravitation die Expansion des Raumes nicht mitmachen. Die einzelnen Sterne der Galaxie würden nicht mit dem expandierenden Raum mitgerissen, sondern verblieben im Verbund.

Wie dem auch sei. Bei entsprechend hoher Expansionsrate würde sich die Galaxie aber dennoch ausdehnen und sogar Atomkerne würden auseinandergerissen.

Grüsse, Marco Polo

Timm
26.03.11, 08:29
Wie dem auch sei. Bei entsprechend hoher Expansionsrate würde sich die Galaxie aber dennoch ausdehnen und sogar Atomkerne würden auseinandergerissen.


Genau, Marc, womit wir wieder beim big rip sind. Voraussetzung ist, daß der w-Parameter <-1 ist. Die Beschleunigung der Expansion muß anhaltend ein gewisses Maß überschreiten.

Gruß, Timm

Slash
26.03.11, 14:05
Hallo, ok,

also jetzt mal noch eine Frage (komplett rein, hypothetisches Beispiel):

Zwei Massekügelchen sind im Abstand von r=10 m zueinander und üben eine Kraft gegenseitig von
F_anz = G * m1 * m2 / r^2 (Newton) aufeinander aus - ohne Raumexpansion.

Jetzt wird die Raumexpansion urplötzlich "eingeschaltet" (angenommen, alles spielt sich in einer Computersimulation ab).

Frage: Nimmt dann F_anz auch schlagartig ab, oder nimmt F_anz erst dann ab, wenn auf Grund der Raumexpansion mehr Raum zwischen den Massen ist (also bspw. nach 1 Jahr wäre r=20 m und dann wäre F_anz_neu = F_anz / 4) ?

Dies ist als Gedankenspiel gedacht, weil ich mich Frage, ob die Raumexpansion als "Gegenanziehungskraft" wirkt oder als Raumentstehung - vielleicht versteh ich es auch falsch, im zweiten Fall würde ja F_anz nicht gleich beeinflusst werden, sondern erst, nachdem die Massen voneinader gedriftet sind.

(Anm.: Annahme, dass die Massen sich bspw. umeinander drehen und so nicht von selbst aufeinander zufliegen).

JoAx
26.03.11, 14:25
Hallo Slash!

Was macht man, wenn mehrere Kräfte auf ein Objekt wirken?

Wenn du die Grav. und Raumexpansion als Kräfte betrachten willst, dann gibt es halt eine resultierende Kraft, die sich aus der vektoriellen Summe der einzelnen Kräfte ergibt:

F_res = F_grav + F_exp

Hilft es weiter?


Gruss, Johann

Bauhof
26.03.11, 16:46
o jetzt mal noch eine Frage (komplett rein, hypothetisches Beispiel):

Zwei Massekügelchen sind im Abstand von r=10 m zueinander und üben eine Kraft gegenseitig von
F_anz = G * m1 * m2 / r^2 (Newton) aufeinander aus - ohne Raumexpansion.

Jetzt wird die Raumexpansion urplötzlich "eingeschaltet" (angenommen, alles spielt sich in einer Computersimulation ab).

Frage: Nimmt dann F_anz auch schlagartig ab, oder nimmt F_anz erst dann ab, wenn auf Grund der Raumexpansion mehr Raum zwischen den Massen ist (also bspw. nach 1 Jahr wäre r=20 m und dann wäre F_anz_neu = F_anz / 4) ?
Hallo Slash,

mit der Zunahme des Abstandes zwischen den Kugeln verringert sich auch die Newtonsche Anziehungskraft. Die Newtonsche Anziehungskraft hat keinen Einfluss auf die Raumexpansion, denn sie wechselwirkt nicht mit der Raumzeit. Sie ist ganz einfach eine "fernwirkende" Kraft.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
26.03.11, 17:59
Hi zusammen,

vielleicht meint Slash es anders. Dann wäre meine Antwort die:

Entscheidend ist der kritische Abstand zweier Massen, der natürlich mit der Masse zunimmt.
Ist der kritische Abstand unterschritten, so fallen beide Massen mit und ohne Raumexpansion aufeinander zu.
Ist der kritische Abstand überschritten driften die Massen mit Expansion ("mitbewegt") auseinander (gravitative Bindung zu schwach) und fallen ohne Expansion aufeinander zu.

Zum kritischen Abstand kommt man über eine einfache kinematische Betrachtung. Ein Kräftegleichgewicht herrscht dort nicht, dafür sorgt die Zeitabhängigkeit der Hubble-Konstante. Auch ohne das wäre es ein labiles Gleichgewicht.

Gruß, Timm

Marco Polo
26.03.11, 23:57
Man sollte sich die Konkurrenzsituation vorstellen. Zwei entfernte Massen driften expansionsbedingt auseinander. Bringt man sie näher zusammen, gibt es einen kritischen Abstand (kein Gleichgewichtsabstand!), bei dem die Geschwindigkeit des Wegdriftens gleich der des aufeinander Zufallens ist. Ich habe das vor einiger Zeit mal für das H Atom, Erde, Sonne, Galaxie gerechnet und auch irgendwo hier gepostet. Mit zunehmender Beschleunigung der Expansion wird dieser kritische Abstand natürlich immer kleiner.

Galaxienhaufen sind noch gut gravitativ gebunden. Bei Clustern solcher Haufen wird es aber kritisch.

(Hervorhebung von mir)

Also diese Berechnung würde mich schon interessieren, Timm. Vielleicht machst du dir die Mühe, deinen alten Beitrag zu finden. :)

Grüsse, Marco Polo

Slash
27.03.11, 00:08
Hallo Timm, (und die anderen),

danke, ja, hatte jetzt den vorherigen Beitrag von Timm gelesen und da wurde es mir klar.

Ja, ich meinte es so, wie es Timm meinte.

Wenn ich es jetzt richtig verstanden habe (denke mal wie ein "Mechaniker"), dann ist die Raumexpansion ein "Aufprägen" der Geschwindigkeit (relative Geschwindigkeit natürlich). Daran hatte ich noch gar nicht gedacht. Ich dachte entweder im Sinne eines Aufprägens der Beschleunigung (also Kraft) oder der Position...

:-)

(Vielleicht versteht ihr jetzt mich nicht ;-) )

EMI
27.03.11, 00:47
Vielleicht versteht ihr jetzt mich nicht ;-)Genau Slash,

nun verstehe ich nicht's mehr.
Du hattest es doch schon richtig gesehen.

Die Expansion der Raumzeit findet ÜBERALL statt, im Atom, in @Slash, in der Erde, im Sonnensystem, in der Milchstraße, im Universum, Überall halt.

Nun denkt man, wie das? Da gehen doch gebundene Systeme wie Atom, Sonnensystem, Galaxien wie ein Hefekuchen auseinander? das kann doch nicht, oder?

Nein das kann und ist nicht! Hier hilft, wie meistens, ein kurzer Blick in die ART.
Der Impus einer Masse nimmt bei Raumzeitexpansion kontinuierlich ab, und dieser Umstand lässt gebundene Systeme nicht wie ein Hefekuchen aufgehen.
Dies ist auch der tiefere Grund dafür, das bei Photonen (Ruhemasselos), wo Energie, Impuls und Frequenz proportional sind, die Frequenz in einem expandierenden Universums kontinuierlich abnehmen muss.

Gruß EMI

Marco Polo
27.03.11, 03:02
Der Impus einer Masse nimmt bei Raumzeitexpansion kontinuierlich ab, und dieser Umstand lässt gebundene Systeme nicht wie ein Hefekuchen aufgehen.

Hi EMI,

sehr interessante Stellungnahme. Es ergeben sich folgende Fragen:

Warum nimmt der Impuls einer Masse bei Raumzeitexpansion kontinuierlich ab? Nicht das ich das anzweifeln möchte. Aber eine Erklärung wäre hier schon wünschenswert.

Und warum lässt dieser Umstand gebundene Systeme nicht wie ein Hefekuchen aufgehen? Auch hier wäre eine Erklärung wünschenswert.

Und nochwas:

Dies ist auch der tiefere Grund dafür, das bei Photonen (Ruhemasselos), wo Energie, Impuls und Frequenz proportional sind, die Frequenz in einem expandierenden Universums kontinuierlich abnehmen muss.

Die Frequenz nimmt sicherlich kontinuierlich ab. Aber was hat das mit der von dir angeführten Proportionalität von Energie, Impuls und Frequenz zu tun. Auch hier: Ich möchte das nicht anzweifeln. Aber eine Erklärung...du weisst schon...:)


Grüsse, Marco Polo

EMI
27.03.11, 03:23
Aber eine Erklärung...du weisst schon...:)Hi Marco,

die gab ich doch schon.:confused: "Hier hilft, wie meistens, ein kurzer Blick in die ART".

Das lässt sich auch alles rechnen, ganz klar, dass weist ja Du eh besser als ich.

Gruß EMI

Marco Polo
27.03.11, 03:31
die gab ich doch schon.:confused: "Hier hilft, wie meistens, ein kurzer Blick in die ART".

Wenn du uns diesen Einblick in die ART kurz gewähren mögest?

Das lässt sich auch alles rechnen, ganz klar, dass weist ja Du eh besser als ich.

Das hatte ich ganz vergessen. ;)

Grüsse, Marco Polo

EMI
27.03.11, 03:33
Wenn du uns diesen Einblick in die ART kurz gewähren mögest?Ich ahntes es.:D :D :D

Gruß EMI

Marco Polo
27.03.11, 03:41
Ich ahnte es.:D :D :D

Ich schliesse daraus, dass du bestens darauf vorbereitet bist, uns mit deinem umfassenden ART-Wissen nachhaltig zu beeindrucken. :D

EMI
27.03.11, 03:58
Ich schliesse daraus, dass du bestens darauf vorbereitet bist, uns mit deinem umfassenden ART-Wissen nachhaltig zu beeindrucken. :DIch will niemanden beeindrucken Marco,

Lehren ist meine Motivation, nicht beeindrucken.
Vorbereitet bin ich mit nichten, ist ne Menge zum Nachdenken, wie man's verständlich rüberbringt.

Auch Andere wie z.B.: @dasSabl sollten es mit Freude lesen.

Gru0 EMI

Marco Polo
27.03.11, 04:11
Ich will niemanden beeindrucken Marco,

Lehren ist meine Motivation, nicht beeindrucken.

Also gut EMI. Dann formuliere ich meine Anmerkung gerne um.

Da "Lehren" deine Motivation ist, dürfen wir uns sicherlich umgehend an deiner Expertise bezüglich der ART-Problematik zu o.g. Thema erfreuen. :)

Das habe ich gut formuliert, gell? :D

Aber Spass beiseite. Deine Aussage: "Hier hilft, wie meistens, ein kurzer Blick in die ART", ist keine Erklärung, sondern ein Hinweis darauf, dass eine Erklärung folgt. Man ist gespannt...:)

Grüsse, Marco Polo

p.s. was hat das mit @dasSabl zu tun? Ist das nicht diese gutaussehende Blondine, die sich für Physik interessiert? Eine eher seltene Kombination, würde ich mutmaßen...

EMI
27.03.11, 04:31
Das habe ich gut formuliert, gell? :DNa klar!, nur ich habe die Arbeit!

p.s. was hat das mit @dasSabl zu tun?Nichts, ich wollte das Mäuschen nur wiederbeleben.

Gruß EMI

Marco Polo
27.03.11, 06:02
Na klar!, nur ich habe die Arbeit!

Also ist "Lehren" jetzt deine Motivation, oder Arbeit? Du musst dich schon entscheiden. Ich häng an dir wie ne Klette, wenn es um die Erklärung der ART-Frage geht. Wie lautete die eigentlich noch mal? :rolleyes:

Guats Nächtle
Marco Polo

Bauhof
27.03.11, 10:43
Wenn ich es jetzt richtig verstanden habe (denke mal wie ein "Mechaniker"), dann ist die Raumexpansion ein "Aufprägen" der Geschwindigkeit (relative Geschwindigkeit natürlich). Daran hatte ich noch gar nicht gedacht. Ich dachte entweder im Sinne eines Aufprägens der Beschleunigung (also Kraft) oder der Position... (Vielleicht versteht ihr jetzt mich nicht ;-) )
Hallo Slash,

es ist weder ein "Aufprägen" einer relativen Geschwindigkeit noch ein "Aufprägen" einer Beschleunigung (also einer Kraft). Den Galaxien wird nichts aufgeprägt, sie "schwimmen" einfach mit der Raumexpansion mit. Die Galaxien stehen also still, ihre relative Geschwindigkeit untereinander ist Null!

Was wir aus der Rotverschiebung rückschliessen, ist nur folgendes: der Abstand zwischen den Galaxien vergrößert sich infolge der Universum-Expansion, obwohl sie sich nicht bewegen.

M.f.G. Eugen Bauhof

P.S. An Timm, EMI und Marc:
Bedenkt, das das hier das Unterforum "Schulphysik" ist, ich habe deshalb ganz bewusst "Newtons fernwirkende Kraft" zitiert, weil Slash sie erwähnt hatte. Oder denkt ihr wirklich, dass wir Slash mit der ART und der "Robertson-Walker-Metrik" konfrontiern sollten? Wenn, dann sollten wir das in einem neuen Thread im Unterforum "Realtivitätstheorie" tun.

Marco Polo
27.03.11, 12:19
Den Galaxien wird nichts aufgeprägt, sie "schwimmen" einfach mit der Raumexpansion mit. Die Galaxien stehen also still, ihre relative Geschwindigkeit untereinander ist Null!

Vielleicht nicht ganz, Eugen. Die sogenannten Perkuliarbewegungen sollte man nicht vernachlässigen, auch wenn sie im großen Maßstab natürlich kaum eine Rolle spielen dürften.

Bist du zudem sicher, dass sich nach Newton die Anziehungskraft mit abnehmender Entfernung verringert? Ist es nicht genau anders herum? :confused:

Grüsse, Marco Polo

JoAx
27.03.11, 13:03
Vielleicht nicht ganz, Eugen. Die sogenannten Perkuliarbewegungen sollte man nicht vernachlässigen, auch wenn sie im großen Maßstab natürlich kaum eine Rolle spielen dürften.


So sehe ich das auch, Marc.

Wenn man die Entwicklung des Universums insgesamt betrachtet, dann scheinen die "gravitativen Zusammenhänge" zwischen Galaxien, oder gar Galaxienhafen (die zu diesen Pekuliarbewegungen führen), eine nicht ausreichend grosse Rolle zu spielen. Aber man darf diese auch nicht ganz vergessen, finde ich. Denn diese sind das einzige, was der Raumexpansion entgegen wirkt, das Universum (noch) "zusammenhält".


Gruss, Johann

Slash
27.03.11, 13:44
Was wir aus der Rotverschiebung rückschliessen, ist nur folgendes: der Abstand zwischen den Galaxien vergrößert sich infolge der Universum-Expansion, obwohl sie sich nicht bewegen.


Hallo Bauhof,

ok, dann kurze Frage, wenn sich der Abstand vergrößert, nimmt dann auch nach Newton F_anz = G*m1*m2/r^2 auch die Anziehungskraft ab, oder handelt es sich hier im einen anderen Abstand?

Oder anders gefragt, in die Newton-Formel, ist r der Abstand, derjenige, der die Raumausdehnung mitmacht?

MfG

Slash

Bauhof
27.03.11, 13:45
Vielleicht nicht ganz, Eugen. Die sogenannten Perkuliarbewegungen sollte man nicht vernachlässigen, auch wenn sie im großen Maßstab natürlich kaum eine Rolle spielen dürften.
Hallo Marc,

die vergaß ich nicht. Aber sie tragen zur Universum-Expansion nichts bei.
Bist du zudem sicher, dass sich nach Newton die Anziehungskraft mit abnehmender Entfernung verringert? Ist es nicht genau anders herum?
Ja, so ist es. Danke für den Hinweis. Die Anziehungskraft nach Newton verringert sich mit zunehmender Entfernung. Ich werde es in meinem Beitrag korrigieren.

M.f.G. Eugen Bauhof

Slash
27.03.11, 13:51
Der Impus einer Masse nimmt bei Raumzeitexpansion kontinuierlich ab, und dieser Umstand lässt gebundene Systeme nicht wie ein Hefekuchen aufgehen.
Dies ist auch der tiefere Grund dafür, das bei Photonen (Ruhemasselos), wo Energie, Impuls und Frequenz proportional sind, die Frequenz in einem expandierenden Universums kontinuierlich abnehmen muss.


Hallo EMI,

danke für die Antwort. Ok, ist doch eine komplizierte Sache....

Habe jetzt soviel verstanden, dass dort, wo sich Masse (=hohe Impulsdichte?) befindet, die Raumexpansion weniger stark stattfindet...

:)

Viele Grüße
Slash

Bauhof
27.03.11, 13:58
Hallo Bauhof, ok, dann kurze Frage, wenn sich der Abstand vergrößert, nimmt dann auch nach Newton F_anz = G*m1*m2/r^2 auch die Anziehungskraft ab, oder handelt es sich hier im einen anderen Abstand?
Hallo Slash,

ja, die Anziehungskraft nach Newton nimmt ab mit der Vergrößerung des Abstandes.
(Meinen Tippfehler habe ich inzwischen in meinem Beitrag korrigiert)
Oder anders gefragt, in die Newton-Formel, ist r der Abstand, derjenige, der die Raumausdehnung mitmacht?

Ja, durch die Raumausdehnung vergrößert sich der Abstand r. Zum Beispiel kann der Abstand r der Abstand zwischen zwei Galaxien sein.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
27.03.11, 13:59
Hallo EMI,

danke für die Antwort. Ok, ist doch eine komplizierte Sache....

Habe jetzt soviel verstanden, dass dort, wo sich Masse (=hohe Impulsdichte?) befindet, die Raumexpansion weniger stark stattfindet...


Impulsdichte? Was soll denn das bitte sein? Vergiss das besser ganz schnell wieder. Ein gut gemeinter Rat von mir... :)

Slash
27.03.11, 14:02
;-)

Ok, dann Energiedichte?

(Masse = hohe Energiedichte?)

:-)

Marco Polo
27.03.11, 14:12
Ok, dann Energiedichte? (Masse = hohe Energiedichte?)

Masse = hohe Energiedichte? Wer sollte dir hier folgen können? Kompletter Stuss sollte das sein was er ist. Kompletter Stuss eben. :D

Bauhof
27.03.11, 14:18
Habe jetzt soviel verstanden, dass dort, wo sich Masse (=hohe Impulsdichte?) befindet, die Raumexpansion weniger stark stattfindet...
Hallo Slash,

das ist nur dann verständlich, wenn man die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein verstanden hat. Allein mit Newton ist das nicht verständlich. Nach Newton ist die Gravitation nur eine fernwirkende Kraft, die keinen Einfluss auf die Raumzeit nimmt.

Und nur der Einfluss der Massendichte auf die Raumzeit hat nach der ART eine Bremswirkung auf die Universum-Expansion. Hingegen hat nach Newton eine Masse keinen Einfluss auf die Raumzeit.

Warum? Weil nach der ART die Raumausdehnung gebremst wird. Und mit der Abbremsung der Raumausdehnung nimmt dann dann die Abstandsvergrößerung der Galaxien untereinander nicht so schnell zu.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
27.03.11, 14:30
Das ist nur dann verständlich, wenn man die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein verstanden hat. Allein mit Newton ist das nicht verständlich. Nach Newton ist die Gravitation nur eine fernwirkende Kraft, die keinen Einfluss auf die Raumzeit nimmt.

Und nur der Einfluss der Massendichte auf die Raumzeit hat nach der ART eine Bremswirkung auf die Universum-Expansion. Hingegen hat nach Newton eine Masse keinen Einfluss auf die Raumzeit.

Warum? Weil nach der ART die Raumausdehnung gebremst wird. Und mit der Abbremsung der Raumausdehnung nimmt dann dann die Abstandsvergrößerung der Galaxien untereinander nicht so schnell zu.

Also ich weiss nicht Eugen. Meinst du wirklich, du hättest die ART vollumfänglich verstanden? Ich zumindest vermag dies nicht. :o

Mit den besten Grüssen verbleibe ich,

Marco Polo

Timm
27.03.11, 14:56
(Hervorhebung von mir)

Also diese Berechnung würde mich schon interessieren, Timm. Vielleicht machst du dir die Mühe, deinen alten Beitrag zu finden. :)

Grüsse, Marco Polo

Habe es mit etwas Mühe im Thread "kosmologische Rotverschiebung" doch noch gefunden, Marc.

Ausgehend von r = (2Gm/H^2)^1/3

und H = 70 km/s pro Mpc (1 Mpc = 3*10^19 km = 3*10^6 LJ) umgerechnet zu H = 23*10^-19 m/s pro m komme ich, sofern ich mich nicht verrechnet habe, auf die folgenden kritischen Nicht-Gleichgewichtsabstände r:

Wasserstoffatom 10^-27 kg : 20 cm

Erde 10^24 kg : 3 LJ

Sonne 10^30 kg : 300 LJ

Galaxie (10^11 S) 10^41 kg : 3*10^6 LJ

Die Galaxie kann man sicher nur als sehr grobe Näherung betrachten. Ihre Masse ist über ein riesiges Volumen verteilt, von der Nichtbeachtung der dunklen Materie ganz zu schweigen.

Zugegeben, die Überlegung ist extrem idealisiert.

Gruß, Timm

Die gravitative Bindung endet da, wo die Hubble-Expansion v = Hr die gravitative Fluchtgeschwindigkeit v = (2Gm/r)^1/2 zu überschreiten beginnt. Man setzt die Geschwindigkeiten gleich und hat r.

Gruß, Timm

Bauhof
27.03.11, 15:19
Also ich weiss nicht Eugen. Meinst du wirklich, du hättest die ART vollumfänglich verstanden? Ich zumindest vermag dies nicht. :o Mit den besten Grüssen verbleibe ich, Marco Polo
Hallo Marc,

das wollte ich damit auch gar nicht zum Ausdruck bringen.
Ich wollte nur zum Ausdruck bringen, dass allein mit Newton eine mögliche Abbremsung der Universum-Expansion nicht zu verstehen ist.

M.f.G. Eugen Bauhof

Slash
27.03.11, 15:32
Masse = hohe Energiedichte? Wer sollte dir hier folgen können? Kompletter Stuss sollte das sein was er ist. Kompletter Stuss eben.

Na ja, also kann dir nicht ganz zustimmen, wenn du mal meine Syntax anschaust, ist dahinter ein Fragezeichen und es ist keine Aussage. Ich will hier ja keine Aussagen machen, sondern nur besser verstehen. Und wenn, dann versuche ich Aussagen zu machen, von denen ich überzeugt bin.

Und selbst eine falsche Behauptung muss nicht Stuss sein, wenn man sich korrigiert und nicht darauf beharrt...

Nun ja. Also...ja. :)

Ich muss dir hier zustimmen. Sorry für meine oberflächliche Aussage. Selbstverständlich bezog sich diese lediglich auf die Energiedichte.

Und die gestaltet sich nun mal alles andere als wie von dir beschrieben/gewünscht/gemutmaßt/usw....

Übrigens: Stuss bleibt nicht zwingenderweise Stuss. Niemals würde ich auf meinem Stuss beharren, wenn es nicht anderen Stuss gäbe, der sinnvoller wäre... :)

Grüsse, Marco Polo

Marco Polo
27.03.11, 16:53
OH NEIN...

I did it again...

Jetzt habe ich deinen Beitrag nicht zitiert sondern geändert, Slash.

Das geht recht einfach, wenn man mit Moderatorenrechten versehen unkonzentriert ist.

Wir halten also deine ursprüngliche und zudem überaus sinnvolle Aussage fest:

Na ja, also kann dir nicht ganz zustimmen, wenn du mal meine Syntax anschaust, ist dahinter ein Fragezeichen und es ist keine Aussage. Ich will hier ja keine Aussagen machen, sondern nur besser verstehen. Und wenn, dann versuche ich Aussagen zu machen, von denen ich überzeugt bin. Und selbst eine falsche Behauptung muss nicht Stuss sein, wenn man sich korrigiert und nicht darauf beharrt...

Ich schrieb/erwiederte darauf:

Nun ja. Also...ja. :)

Ich muss dir hier zustimmen. Sorry für meine oberflächliche Aussage. Selbstverständlich bezog sich diese lediglich auf die Energiedichte.

Und die gestaltet sich nun mal alles andere als wie von dir beschrieben/gewünscht/gemutmaßt/usw....

Übrigens: Stuss bleibt nicht zwingenderweise Stuss. Niemals würde ich auf meinem Stuss beharren, wenn es nicht anderen Stuss gäbe, der sinnvoller wäre... :)

So. Jetzt kann es weitergehen... :D

Slash
27.03.11, 17:29
Hallo Marco,

ja, stimmt, das mit der Dichte hab ich falsch geschrieben / gemutmaßt.

Also alles in allem ist das mit der Raumausdehnung dennoch eine kompliziertere Angelegenheit, in welche auch noch ART Aspekte einfließen...

:cool:

Marco Polo
27.03.11, 17:34
Hallo Marco,

ja, stimmt, das mit der Dichte hab ich falsch geschrieben / gemutmaßt.

Also alles in allem ist das mit der Raumausdehnung dennoch eine kompliziertere Angelegenheit, in welche auch noch ART Aspekte einfließen...:cool:

So schauts aus. Das muss ich mir selber erst mal reinziehen. :)

EMI
27.03.11, 18:43
Also alles in allem ist das mit der Raumausdehnung dennoch eine kompliziertere Angelegenheit, in welche auch noch ART Aspekte einfließen..."auch noch" ist gut Slash,

die Expansion des Universums ist ART in Reinstform.

Gruß EMI

EMI
27.03.11, 18:51
Ich zumindest vermag dies nicht.
Seit die Mathematiker über die RT hergefallen sind, verstehe ich sie selbst nicht mehr. (ALBERT EINSTEIN)
:D

Gruß EMI

richy
27.03.11, 21:40
Warum sollte es keine Impulsdichte rho*v geben ?
Interessantes Thema. Ich meine das fuehrt zu den Friedmann Gleichungen. Da kann sich unsereins wohl nur die Loesungen anschauen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Friedmann-Gleichungen
Hier etwas anschaulicher :
http://www.raumfahrer.net/astronomie/kosmologie/dunkle_materie_01.shtml
Man erhält die Gleichungen durch Anwendung des Kosmologischen Prinzips („das Universum ist räumlich homogen und isotrop“) in der allgemeinen Relativitätstheorie.
Kann man die Friedmann Gleichungen bei einer inhomogenen Materieverteilung wie sie Galaxien darstellen dann ueberhaupt anwenden ? Wenn ich es mal ganz einfach betrachte wuerde eine Gleichung ein Mehrkoerperproblem darstellen. Mit einer exakten Loesung ist hier wohl kaum zu rechnen.
Veraendern sich nun die Naturkonstanten langfristig ? Messungen bestaetigen dies nicht.
Wenn man die Loop Schleifen Quantengravitation annimmt, teilen sich die Netzverbindugen und es vermehren sich somit Knoten und Kanten. Das entspricht einer Raumexpansion, wenn die Kantenlaengen in etwa gleich bleiben. Ich meine fast die Expansion beruht dann auf der ART und Quanteneffekten (Dunkle Energie).
Der Ausdruck "dunkle Energie" gibt recht gut wieder dass wir hier wahrscheinlich noch ziemlich im Dunkeln tappen. Nimmt man an, dass alle Materie aus Raumgeometrie besteht und nur der Vakuum sich zellenartig teilt, passt einiges wenigstens qualitativ recht gut.

Hier gibt es einen sehr gut verstaendlichen populaerwissenschaftlichen Videobeitrag dazu :
http://www.youtube.com/watch?v=2abuJ9K0rbg
(Ab Sendung 3 kommt die dunkle Energie ins Spiel)
Im Luftballonbeispiel waeren die Verhaeltnisse in etwa so, wie wenn man die Galaxien als Klebstoff auf der Huelle versteht. Und eine ungeloeste Frage :
Wer blaest in den Luftballon ? :-) Dunkle Materie und Energie muessen kein physikalischen Groessen sein. Eventuell sind es auch nur Grenzen des verwendeten mathematischen Modells. Die kosmologische Konstante, (ein Artefakt der QM ?) die Einstein heute nicht mehr als Eselei bezeichnen wuerde, waere ein solcher Korrekturterm.

Gruesse