Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Negativer Druck
Guten Morgen zusammen!
Bezugnehmend z.B. auf:
Die Annahme, dass die Vakuumenergiedichte auch bei Expansion des Universums konstant bleibt, führt zu der Zustandsgleichung
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/e/6/a/e6ad41d91b22dc85f26f257cf7fb930f.png,
das heißt eine positive Vakuumenergiedichte führt zu negativem Druck p, der die beschleunigte Expansion des Universums treibt. Diesen Effekt hat jede Energieform mit http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/2/5/d/25d0d93ac8afc0ec21786f30d6aeb5a9.png, allerdings ist im allgemeinen Fall die Energiedichte nicht mehr zeitlich konstant. Die Verallgemeinerung der kosmologischen Konstante auf zeitlich variable Energiedichten dieser Art wird als Dunkle Energie bezeichnet.
Zu unterscheiden ist der Unterdruck, Druck kleiner als der atmosphärische Druck, der auf einer verschobenen Druckskala negativ erscheint, vom echten Unterdruck. Letzterer beruht auf der Kohäsion der Substanz, die einer isotropen Zugspannung Widerstand leistet und tritt nie in Gasen und selten in Flüssigkeiten auf, wichtigstes Beispiel ist Transpirationssog der Pflanzen. Negativer Druck heißt auch Sog und führt bei Flüssigkeiten in technischen Anlagen zur Kavitation.
Zum Ersteren:
Ein Unterdruck herrscht, wenn der Druck innerhalb des Volumens kleiner ist als der Umgebungsdruck. Die Bezeichnung Unterdruck ist nur sinnvoll, wenn der gewählte Bezugsdruck bekannt ist. Unterdruck wird in diesem Zusammenhang als negativer Überdruck bezeichnet.
Unter "negativem Druck" verstehe ich damit grundsätzlich erst einmal (Widerstand gegen einen) "Zug" - Sieht das jemand anders / Hat jemand Anmerkungen?
In Ergänzung:
Aus http://www.scienceforums.net/topic/58872-is-the-expansion-of-the-universe-limited-to-voids/:
[...] Some areas of the universe, the majority to be sure, have a current density below the critical density,
http://www.scienceforums.net/latex/img/8281a7b07dbfa0951d5190070a8f9f56-1.png (#1)
of their local area, and they have a tendency to expand. Other areas have a density above the critical density and they will want to collapse. In the past the critical density was no doubt different and the actual density was different, but I'm sure there still would have been a density inhomogeneity where some areas were above the critical density of the time and others below.
#1: ...where lambda is zero and H is the recession velocity in the area under consideration
[...]
The formula, http://www.scienceforums.net/latex/img/8281a7b07dbfa0951d5190070a8f9f56-1.png , works not only for finding the critical density of the visible universe as a whole, but any particular part of it as well. If you draw a sphere around an area of interest and you want to know if that area will collapse or expand in the future then mark a point in the center of the sphere. The velocity between the point and the edge is H. Using that to find pc and comparing it to the real measured density, p, will say if the area will eventually collapse or expand.
The important point, i think, is that inhomogeneities existed in the past. Some areas were above their local pc and some areas below. The areas of segregated mass that we see now are a result of that.
[...]
Ignoring the cosmological constant (just as an approximation) if the distance you are talking about is D, the measured density of the area you are talking about is p, the measured velocity of the "far out-into-deep-space" point as compared to the starting point is V, and the gravitational constant is G then the area will expand if,
http://www.scienceforums.net/latex/img/47372f8db7f4671d0f927dcec0b29a1d-1.png
and will contract if,
http://www.scienceforums.net/latex/img/3b30ea2e6e0168cc74d2d5391373052d-1.png
You can get this by solving the escape velocity of an expanding sphere.
Unterstelle ich einmal die Richtigkeit der Aussagen des Users Iggy, ergibt sich in Konsequenz, dass bezüglich einer Expansion dieser "Zug" / "Sog" nicht auf die Gravitationswirkung "entfernter Massen" (*) hinsichtlich der betrachteten Sphäre zurückgeführt werden kann, da jene in der Betrachtung gar nicht enthalten sind.
Der negative Druck muß vielmehr von "irgendetwas" innerhalb der Sphäre herrühren. Wobei gilt: Je weniger Materie die Sphäre umschließt desto stärker wird dieser negative Druck.
Einwände Eurerseits? :rolleyes:
Gruß
SCR
(*) Auch wenn in manchen aktuellen Physikbüchern gegebenenfalls etwas anderes zu lesen sein mag - Das Machsche Prinzip sah selbst Einstein letztendlich als widerlegt an: siehe http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1973
Der negative Druck muß vielmehr von "irgendetwas" innerhalb der Sphäre herrühren. Wobei gilt: Je weniger Materie die Sphäre umschließt desto stärker wird dieser negative Druck.
Mann. Du bist so nah dran, und siehst's immer noch nicht. Hier hat's - wie mehrfach von Iggy erwähnt - keinen negativen Druck, hier gibt's nur Schwung.
Kapiers bitte endlich einmal: die Auseinanderbewegung ("Expansion") von Galaxien ist einfach Bewegung. Die braucht keinen Grund, insbesondere keinen negativen Druck, um weiter zu bestehen. Man bräuchte vielmehr aktives Eingreifen, um sie aufhören zu lassen.
Vielleicht (natürlich nicht) verstehst du jetzt auch meine Aussage im Nachbarforum: Die Ursache der Bewegung (Inflation) besteht, entgegen deiner Annahme, nicht weiter. Sie bedürfte sonst einer Energiedichte von ~10^97 kg/m³. Die Bewegung selbst besteht auch ohne Ursache fort, das ist so bei Bewegungen, war schon immer so, und wird immer so sein. Das hast du schon in der Schule gelernt, und es stimmt immer noch.
die Auseinanderbewegung ("Expansion") von Galaxien ist einfach Bewegung. Die braucht keinen Grund, insbesondere keinen negativen Druck, um weiter zu bestehen. Man bräuchte vielmehr aktives Eingreifen, um sie aufhören zu lassen.
Das aktive Eingreifen gibts doch: Die Gravitation. Nur Schwung allein kann doch als Erklärung nicht reichen. Wenn nichts "dagegen drückt", in welcher Form auch immer, dann bremst die Expansion ab, und letztendlich stürzt alles wieder zusammen. Genau dies wird nicht beobachtet. Im Gegenteil - mit fortlaufen der Zeit "drückt" da offensichtlich etwas zunehmend mehr. Das ist jedenfalls mein bescheidener Kenntnisstand.
Grüße, AMC
Das aktive Eingreifen gibts doch: Die Gravitation.
Genau, AMC!
Nur Schwung allein kann doch als Erklärung nicht reichen. Wenn nichts "dagegen drückt", in welcher Form auch immer, dann bremst die Expansion ab, und letztendlich stürzt alles wieder zusammen.
Nicht zwangsläufig. Es gibt 3 Möglichkeiten:
1. Die mittlere Materiedichte im Universum ist größer als ein kritischer Wert. Dann passiert das, was du schreibst.
2. Die mittlere Materiedichte ist geringer, als der kritische Wert. Dann expandiert das Universum ewig. Die Expansion endet nie.
3. Die mittlere Materiedichte ist exakt auf dem kritischen Wert. Dann expandiert das Universum auch ewig. Die Expansion endet, aber erst im Unendlichen.
Es ist analog zur Fluchtgeschwindigkeit. Nur mit gewissen Komplikationen.
Gruß, Johann
Nicht zwangsläufig. Es gibt 3 Möglichkeiten:
1. Die mittlere Materiedichte im Universum ist größer als ein kritischer Wert. Dann passiert das, was du schreibst.
2. Die mittlere Materiedichte ist geringer, als der kritische Wert. Dann expandiert das Universum ewig. Die Expansion endet nie.
3. Die mittlere Materiedichte ist exakt auf dem kritischen Wert. Dann expandiert das Universum auch ewig. Die Expansion endet, aber erst im Unendlichen.
Moin Johann,
Ok, leuchtet mir zwar nicht wirklich ein. Aber du weißt viel mehr als ich. Ich glaubs mal :) Ich denke halt, da die Gravitation theoretisch unendlich weit wirkt, kann es doch eigentlich nur eine Möglichkeit geben: Der Entfernungszuwachs wird stetig kleiner (er kann ja niemals größer werden, weil nichts da ist, außer dem anfänglichen Schwung, was der Gravitation entgegensteht), und irgendwann dreht es sich um, und alles rückt wieder näher zusammen, bis zum Big Crunch oder Big Bounce.
Nur, was ist mit der beobachteten vierten Möglichkeit: Alles expandiert immer schneller? Hier brauchts dann aber definitiv mehr als Gravitation und Schwung, oder?
Nachtrag:
Grundsätzlich scheinen mir Begriffe wie "Druck" und "Schwung" in Bezug auf die Expansion nicht ganz zutreffend zu sein, und diese nicht erklären zu können. Es wirken ja offenbar keine Kräfte direkt auf die Körper.
http://de.wikipedia.org/wiki/Expansion_des_Universums
Laut der heute gängigsten Theorie ist die kosmologische Rotverschiebung kein Dopplereffekt im eigentlichen Sinne, sondern beruht auf der allgemeinen zeitlichen Zunahme von Abständen im Universum.
Worauf Bauhof auch häufiger hinweist.
Grüße, AMC
Hi AMC!
Ich denke halt, da die Gravitation theoretisch unendlich weit wirkt, kann es doch eigentlich nur eine Möglichkeit geben: Der Entfernungszuwachs wird stetig kleiner (er kann ja niemals größer werden, weil nichts da ist, außer dem anfänglichen Schwung, was der Gravitation entgegensteht), und irgendwann dreht es sich um, und alles rückt wieder näher zusammen, bis zum Big Crunch oder Big Bounce.
Das ist halt ein intuitiver Irrtum, dem ich auch mal unterlag. Nicht in Bezug auf die Expansion, aber auf die ganz normale Gravitation. :p Ich glaube, das war EMI, der mich damals korrigiert hat. ;)
Fluchtgeschwindigkeit in der Raumfahrt (http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit#Fluchtgeschwindigkeit_in_der _Raumfahrt)
Nur, was ist mit der beobachteten vierten Möglichkeit: Alles expandiert immer schneller?
Das wäre noch mal etwas anderes. Bei Iggy geht es auch nicht um diese Möglichkeit, denke ich.
Gruß, Johann
Hallo Johann,
Das wäre noch mal etwas anderes. Bei Iggy geht es auch nicht um diese Möglichkeit, denke ich.
Das kann sehr gut sein. Ich habe mir eigentlich auch gar nicht die Mühe gemacht Iggy's Beitrag durchzulesen, und zu verstehen, worum es dabei bei genau geht.
Meine Aussagen bezogen sich ganz allgemein auf die kosmische Expansion, und wie sich zwei Körper nach meinem intuitiven Verständis verhalten müssten, die sich voneinder entfernen - ob dieser Entfernungszuwachs ewiglich anhält, oder er eben durch die Gravitation allmählich abgebremmst werden müsste, mag es auch noch so lange dauern.
Wenn meine Aussagen zu der Diskussion zwischen SCR und ICH gar nicht wiklich passen, dann sollen sie mich einfach ignorieren.
Das ist halt ein intuitiver Irrtum, dem ich auch mal unterlag. Nicht in Bezug auf die Expansion, aber auf die ganz normale Gravitation.
Das bedeutet also, wenn ein Himmelskörper (HK) einen anderen HK umkreist, und man den ersten nun auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, durch die er die Umlaufbahn verlässt, dann bewegen sich dei beiden HK ewiglich mit konstanter Geschwindigkeit voneinander fort? Da kann die Gravitation auch auf Jahrmilliarden gesehen nichts mehr entgegensetzen? Rein intuitiv kann ich das immer noch nicht glauben :)
Viele Sonntagsgrüße, AMC
Das bedeutet also, wenn ein Himmelskörper (HK) einen anderen HK umkreist, und man den ersten nun auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, durch die er die Umlaufbahn verlässt, dann bewegen sich dei beiden HK ewiglich mit konstanter Geschwindigkeit voneinander fort? Da kann die Gravitation auch auf Jahrmilliarden gesehen nichts mehr entgegensetzen?
Genau das heißt es. Und genau darum geht's in Iggys Beitrag: reicht die Geschwindigkeit dafür, oder gewinnt die Gravitation?
Negativer Druck (Dunkle Energie, kosmologische Konstante) ist das, was abstoßend wirkt und die Expansion noch beschleunigt. Darum geht es nicht in dem Beitrag.
Das bedeutet also, wenn ein Himmelskörper (HK) einen anderen HK umkreist, und man den ersten nun auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, durch die er die Umlaufbahn verlässt, dann bewegen sich dei beiden HK ewiglich mit konstanter Geschwindigkeit voneinander fort?
Natürlich nicht mit konstanter Geschwindigkeit.
Aber wenn die Geschwindigkeit des Trabanten die Fluchtgeschwindigkeit überschreitet, dann folgt er einer offenen Bahn (Hyperbel statt Ellipse) und wird nie mehr wiederkommen, d.h. das Schwerefeld der Zentralkörpers verlassen.
Natürlich nicht mit konstanter Geschwindigkeit.
Aber wenn die Geschwindigkeit des Trabanten die Fluchtgeschwindigkeit überschreitet, dann folgt er einer offenen Bahn (Hyperbel statt Ellipse) und wird nie mehr wiederkommen, d.h. das Schwerefeld der Zentralkörpers verlassen.
Was mir halt als unwissender Laie nicht einleuchtet ist, warum stürzen nicht sämtliche Massen nach einer beliebigen Zeitspanne wieder zusammen, wenn man die Dunkle Energie und/oder kosmologische Konstanten oder Ähnliches ignoriert? Dann gibt es doch keine "Kraft", die der Gravitation entgegensteht ???
Einstein hat doch nicht ohne Grund damals die Konstante eingebaut. Allerdings um ein statisches Universum zu erreichen. Als man erkannte, das Universum muss sich gemäß ART dynamisch im Sinne von Expansion des Raumes verhalten, nam er die Konstante wieder raus. Und diese Erkenntnis deckte sich mit Hubbles Beobachtungen.
Soweit ich das verstehe, darf diese Dynamik also grundsätzlich nicht als sowas wie "mechanische Bewegungsdynamik" verstanden werden. Sondern eher las eine Dynamik, die viel grundlegender begründet ist.
Wenn man sich also diese "Dynamik" (Expansion des Raumes)/Dunkle Energie/Kosmologische Konstante usw. wegdenkt, dann müsste es doch aber so sein, dass irgendwann das Universum unter dem Einfluss der Gravitation zwingend wieder kontrahiert?
Grüße, AMC
P.S. Ich favorisiere übrigens eindeutig so etwas wie einen "Big Rip", und ganz und gar nicht ein irgendwie kontrahierendes Universum. Mir gehts hier nur ums Verständnis.
Soweit ich das verstehe, darf diese Dynamik also grundsätzlich nicht als sowas wie "mechanische Bewegungsdynamik" verstanden werden. Sondern eher las eine Dynamik, die viel grundlegender begründet ist.
Doch, das darfst du schon so verstehen. Du musst diese aber auch verstehen, um der Dynamik des Universums auf die Spur zu kommen:
Gravitation wird mit dem Abstand der Objekte immer schwächer. Die Kraft geht bei großem Abstand gegen Null. Wenn die Objekte da noch Restgeschwindigkeit haben, dann kann die verschwindende Gravitation dieser nichts mehr anhaben, und die Expansion dauert fort.
Lies am besten erklärende Artikel über "Fluchtgeschwindigkeit", das ist jetzt wirklich nicht fortgeschrittene Kosmologie, sondern Newtonsche Gravitation. Sollte man sowieso kennen, und fürs Verständnis der Kosmologie ist es unerläßlich.
Doch, das darfst du schon so verstehen. Du musst diese aber auch verstehen, um der Dynamik des Universums auf die Spur zu kommen
Diese "Dynamik" gabs bei Newton ja erstmal noch gar nicht. Sie ergibt sich doch erst aus der ART. Die Erkenntnis über diese "Dynamik" bewog Einstein ja dann, sein Konstante eine Eselei zu nennen. So habe ich es jedenfalls verstanden.
Gravitation wird mit dem Abstand der Objekte immer schwächer. Die Kraft geht bei großem Abstand gegen Null. Wenn die Objekte da noch Restgeschwindigkeit haben, dann kann die verschwindende Gravitation dieser nichts mehr anhaben, und die Expansion dauert fort.
Lies am besten erklärende Artikel über "Fluchtgeschwindigkeit", das ist jetzt wirklich nicht fortgeschrittene Kosmologie, sondern Newtonsche Gravitation. Sollte man sowieso kennen, und fürs Verständnis der Kosmologie ist es unerläßlich.
Ah, OK. Danke - ich denke jetzt leuchtet es mir ein. Ich würde es mal so formulieren:
Newtons Gravitationgesetze ergeben, dass, sobald ein Körper die nötige Geschwindigkeit erhält das Gravitationsfeld eines anderen Körpers zu verlassen, und die Geschwindigkeit dabei hinreichend groß genug ist, sich der gravitative Einfluss des Körpers auf den des "Fliehenden" rechnerisch nachvollziehbar stets unterhalb des Einflusses beläuft, welcher durch seine Masse (seine eigene) auf ihn ausgeübt wird, und ihn dadurch seine träge Bewegung prinzipiell stetig fortführen lässt.
Es könnte, durch den möglicherweise marginalen aber dennoch vorhandenen Einfluss der Gravitation höchstens dies hier geschehen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Expansion_des_Universums
Lange Zeit war unklar, ob die Expansion
unendlich fortdauern wird (offenes Universum)
immer langsamer, aber dennoch einen asymptotischen Grenzzustand erreichen wird (ebenes Universum)
irgendwann zum Stillstand kommt und wieder in eine Kontraktion übergeht (geschlossenes Universum)
Was mich nun aber noch interessiert ist, worin sah Einstein sich veranlasst entgegen Newton eine kosmologische Konstante einzuführen? Lässt sich dies kurz und anschaulich darstellen? Warum benötigte Einstein diese und Newton nicht?
Grüße, AMC
Diese "Dynamik" gabs bei Newton ja erstmal noch gar nicht. Sie ergibt sich doch erst aus der ART. Die Erkenntnis über diese "Dynamik" bewog Einstein ja dann, sein Konstante eine Eselei zu nennen. So habe ich es jedenfalls verstanden.
Die Erkenntnis gibt's auch bei Newton. Die Newtonsche Beschreibung hat aber begriffliche Schwierigkeiten mit einem unendlichen Universum und geht nicht für ein kompaktes Universum. Deswegen war nicht klar, dass sie anwendbar ist. Das folgt erst aus der ART.
Die begriffliche Schwierigkeit bei Newton liegt im Wesentlichen darin, dass die Gravitationsbeschleunigung für ein unendliches Universum unendlich groß wird. Da weiß man dann nicht so 100%, ob da noch alles mit rechten Dingen zugeht. Einstein hat die absolute Gravitationsbeschleunigung abgeschafft, und schon gibt's da kein Problem mehr. Man kann die Mathematik eindeutig formulieren, und man kann dann beweisen, dass die Newtonsche Dynamik (in Abwesenheit von Druck) auch die Dynamik des Universums sein muss.
Was mich nun aber noch interessiert ist, worin sah Einstein sich veranlasst entgegen Newton eine kosmologische Konstante einzuführen? Lässt sich dies kurz und anschaulich darstellen? Warum benötigte Einstein diese und Newton nicht?
Auch mit Newton kann man kein statisches Universum konstruieren.
Wenn du zwei Körper hast , dann hast du genau die drei Möglichkeiten, die du für die Expansion genannt hast: elliptischer Orbit (=Zusammenstürzen, wenn keine Querbewegung da ist), parabolischer "Orbit" (Geschwindigkeit geht im Unendlichen gegen Null) und Hyperbolischer "Orbit" (Geschwindigkeit geht im Unendlichen gegen einen festen Wert). (lies das nach, wichtig!) Was es nicht gibt, ist, dass die Körper relativ zueinander in Ruhe bleiben. Dasselbe Ergebnis gilt auch für viele Körper, also das Universum.
Wenn man ein statisches Universum will, braucht man eine abstoßende Gravitation, die die anziehende gerade aufhebt. Und das ist negativer Druck, bzw. die kosmologische Konstante. Sowas gab's bei Newton noch nicht, da war Druck noch keine Quelle der Gravitation.
...stets unterhalb des Einflusses beläuft, welcher durch seine Masse (seine eigene) auf ihn ausgeübt wird...
Mag ich gar nicht, den Satz. Das sind zwei Paar Schuhe: Trägheit bestimmt, wie stark ein Körper bei gegebener Kraft beschleunigt wird. Nicht ob. Lass es einfach dabei, dass Dinge nicht von allein anfangen, sich zu bewegen, was wegen des Relativitätsprinzips gleichbedeutend ist mit: sie beschleunigen nicht von allein. Dafür muss man sich keinen selbstbewirkten Einfluss denken. Wie dem auch sei, hier arbeitet im Newtonschen Bild Kraft gegen Schwung (Impuls): wenn der Schwung größer ist als die Summe aller Kraftwirkungen über die Zeit, dann bleibt der Körper nicht stehen.
Mag ich gar nicht, den Satz.
Ja, der Satz war unpräzise. Ist mir aber bewusst.
Auch mit Newton kann man kein statisches Universum konstruieren.
Dann war Einsteins Intension für die Einführung der Kosmologischen Konstante ganz einfach vor allem seiner intuitiven Vorliebe für ein statisches Universum geschuldet? Und als er erkannte, dass ein statisches Universum praktisch unmöglich ist, nannte er es darum "die größte Eselei seines Lebens".
Nur, mittlerweile wissen wir eben, dass da noch mehr sein muss, als die bis Dato bekannten Modelle vorgaben - die Dunkle Energie, die dafür sorgt das die Expansion immer schneller fortschreitet - also, dass Einsteins Eselei in abgewandelter Form und mit einem anderen Ergebnis anscheinend doch zutreffend sein könnte. Einspruch?
Grüße, AMC
Ja, der Satz war unpräzise. Ist mir aber bewusst.
Ich reagierte deswegen, weil SRC hier (und in Joachims Forum) einen andauernd wirkenden Grund für die Expansion sucht, statt Massenträgheit zu akzeptieren. In dem Zusammenhang war deine Formulierung kontraproduktiv.
Dann war Einsteins Intension für die Einführung der Kosmologischen Konstante ganz einfach vor allem seiner intuitiven Vorliebe für ein statisches Universum geschuldet? Und als er erkannte, dass ein statisches Universum praktisch unmöglich ist, nannte er es darum "die größte Eselei seines Lebens".
Im Prinzip ja. Aber es war nicht nur Einsteins intuitive Vorliebe: Dass das Universum statisch sein muss war ein recht tiefes Vorurteil zu der Zeit. Einsteins statische Lösung hat ihm dann noch besonders gut gefallen, weil es ein kompaktes Universum liefert (also ein geschlossenes), in dem tatsächlich die Raumzeit exakt durch den Masseninhalt definiert ist - das wäre die Umsetzung des Mach'schen Prinzips gewesen, von dem er sehr viel hielt.
Nur, mittlerweile wissen wir eben, dass da noch mehr sein muss, als die bis Dato bekannten Modelle vorgaben - die Dunkle Energie, die dafür sorgt das die Expansion immer schneller fortschreitet - also, dass Einsteins Eselei in abgewandelter Form und mit einem anderen Ergebnis anscheinend doch zutreffend sein könnte. Einspruch?
Nö, passt.
Hallo Ich!
Ich reagierte deswegen, weil SRC hier (und in Joachims Forum) einen andauernd wirkenden Grund für die Expansion sucht, statt Massenträgheit zu akzeptieren.
Ganz Unrecht hat SCR da imho nicht. Ich habe nur das Gefühl, dass er es nicht richtig zum Ausdruck bringen kann. Ein gewöhnlicher Druck wäre das dann wohl auch nicht.
Gruß, Johann
Ganz Unrecht hat SCR da imho nicht.
Wieso nicht?
Wieso nicht?
Wenn ich die Schwarzschildmetrik:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/c/0/3/c03b967a033ebab885e8f0ad18dd1919.png
mit der FLRW-Metrik:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/4/9/a/49ab35a518e8318bf54b2fc4dbdee8f6.png
rein qualitativ vergleiche, dann unterscheiden sie sich dadurch, dass die Parameter vor dr im ersten Fall nur von der räumlichen Entfernung abhängen
f(r) = 1/(1-2M/r)
während im zweiten diese nur von der zeitlichen "Entfernung" abhängen
g(t) = a(t)^2.
Insofern ist das der "normalen" Gravitation (Schein-Kraft) imho zumindest ähnlich (aufgebaut). So meine grobe Einschätzung.
Mit Druck hat das natürlich nix zu tun. Und ob SCR hier mit "Druck" bloß falsches Wort gewählt hat, darauf will ich auch nichts verwetten.
Gruß, Johann
eigenvector
31.01.12, 10:50
Man kann die Mathematik eindeutig formulieren, und man kann dann beweisen, dass die Newtonsche Dynamik (in Abwesenheit von Druck) auch die Dynamik des Universums sein muss.
Unter der Dynamik des Universums verstehe ich die zeitliche Änderung der Raumgeometrie.
Wie genau, soll die bei Newton aussehen?
Insofern ist das der "normalen" Gravitation (Schein-Kraft) imho zumindest ähnlich (aufgebaut). So meine grobe Einschätzung.
Das hat ganz handfeste Gründe in den Symmetrien der gewählten Metrik:
Beide sind kugelsymmetrisch, also unabhängig von phi und theta.
Erstere ist statisch, also unabhängig von t. Bleibt die Abhängigkeit von r.
Zweitere ist homogen, also unabhängig von r. Bleibt die Abhängigkeit von t.
Die entsprechenden Erhaltungssätze sind im ersten Fall dt/dtau (Energieerhaltung), im zweiten Fall dr/dtau (Skalierung des pekuliaren Impulses mit der Zeit).
Aber was sagt uns das über die Zeitabhängigkeit von a(t), die Dynamik des Universums? Nix. Außer in einem lehrreichen Spezialfall: Wenn das Universum gänzlich leer und raumzeitlich flach ist, keine Massen (nur "Testteilchen", die selber nichts an der Raumzeit ändern), keine Gravitation undsoweiter, dann ist a(t) keineswegs notwendigerweise konstant - wie es der Fall wäre, wenn irgendeine Spezialform von Gravitation für die Änderung von a verantwortlich wäre, sondern proportional zur Zeit. Expandiert mithin.
Unter der Dynamik des Universums verstehe ich die zeitliche Änderung der Raumgeometrie.
Wie genau, soll die bei Newton aussehen?
Ich verstehe unter Dynamik des Universums die zeitliche Entwicklung des Skalenfaktors.
eigenvector
31.01.12, 13:36
Ich verstehe unter Dynamik des Universums die zeitliche Entwicklung des Skalenfaktors.
Die zeitliche Änderung des Skalenfaktors ist ja gerade die zeitliche Änderung der (relativen) Größe der Raumgeometrie.
Mir ist jetzt immer noch nicht klar, wie das bei Newton aussehen soll.
zeitliche Änderung der (relativen) Größe der Raumgeometrie.
Definiere "relative Größe der Raumgeometrie". Was ist das, wie misst man das, unter welchen Bedingungen?
Mir ist jetzt immer noch nicht klar, wie das bei Newton aussehen soll.
Wie hier (http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_02.htm)unter "Scale Factor a(t)" beschrieben.
eigenvector
31.01.12, 15:34
Definiere "relative Größe der Raumgeometrie". Was ist das, wie misst man das, unter welchen Bedingungen?
Der Faktor a(t) in der FRLW-Metrik.
Auch genannt Skalenfaktor.
Wie hier (http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_02.htm)unter "Scale Factor a(t)" beschrieben.
Okay, ich denke ich verstehe jetzt, worauf du dich beziehst.
Der Faktor a(t) in der FRLW-Metrik.
Auch genannt Skalenfaktor.
Ja. Der ist proportional zum Abstand zweier mitbewegter Körper. Und dieser Abstand entwickelt sich nach den Newtonschen Gesetzen, weil die Körper der Gravitation des zwischen ihnen liegenden Materials unterliegen.
Hallo zusammen!
Ganz Unrecht hat SCR da imho nicht. Ich habe nur das Gefühl, dass er es nicht richtig zum Ausdruck bringen kann. Ein gewöhnlicher Druck wäre das dann wohl auch nicht.
Mit Druck hat das natürlich nix zu tun. Und ob SCR hier mit "Druck" bloß falsches Wort gewählt hat, darauf will ich auch nichts verwetten.
:confused: Ich hatte (mich) gefragt, was unter diesem "negativem Druck" zu verstehen ist, der mit der kosmologischen Konstante in Verbindung gebracht wird - siehe Beiträge #1 und #2.
Ich bin mir nicht bewußt, bisher inhaltlich mehr zu diesem Thread hier beigetragen zu haben sodaß es mir nicht so recht plausibel erscheint, dass ich hier irgendwo irgendwelche Begrifflichkeiten falsch angewendet hätte -> ???
Wie dem auch sei: Nachdem dieser Thread nun eine (IMHO ganz und gar nicht uninteressante) Eigendynamik in eine gewisse Richtung entwickelt hat ... Gerne :).
(Mal sehen wann ich dazu komme, inhaltlich was zu schreiben).
Beide sind kugelsymmetrisch, also unabhängig von phi und theta.
Erstere ist statisch, also unabhängig von t. Bleibt die Abhängigkeit von r.
Zweitere ist homogen, also unabhängig von r. Bleibt die Abhängigkeit von t.
Ja. Dennoch fehlt der FLRW-Metrik im Vergleich mit der Schwarzschild-Metrik die Funktion vor der zeitlichen Komponente.
Wenn ich das richtig sehe, dann ergibt sich in der ART die Rotverschiebung (/Zeitdilatation) direkt aus der Differenz der g00 Komponenten an entsprechenden Stellen. Bei der FLRW würde man aber ganz klar scheitern. Deswegen Frage - Warum fehlt da die Abhängigkeit von t?
Gruß, Johann
Wenn ich das richtig sehe, dann ergibt sich in der ART die Rotverschiebung (/Zeitdilatation) direkt aus der Differenz der g00 Komponenten an entsprechenden Stellen.
Das ist keine Eigenschaft der ART, sondern von statischen Koordinaten.
In statischen Koordinaten bilden die zeitartigen Basisvektoren ein Killingfeld, das heißt, wenn ich alle Zeitkoordinaten an allen Orten um denselben Wert weiterstelle, dann ändert sich nichts an der Metrik bzw. der messbaren Physik. Deswegen taucht "t" nicht in der Mertik auf, sie hängt eben nicht von der Zeit ab. Daher kommt die besondere Stellung von g00.
Mathematisch hat das die Konsequenz, dass das Produkt des zeitartigen Basisvektors (einfach 1,0,0,0 also) mit dem Viererimpuls eines frei fallenden Körpers (oder auch Photons) konstant bleiben muss. Deswegen folgt die messbare Energie (also die Frequenz im Falle von Photonen) der inversen Wurzel aus g00.
In der FRW-Metrik ist die Symmetrie nicht entlang der Zeit, sondern entlang r: egal, wo du hinverschiebst, die Metrik (und das Universum) sieht immer gleich aus. Deswegen taucht diesmal "r" nicht auf, t aber schon. Damit übernimmt g11 die entscheidende Rolle. Aus analogen Überlegungen folgt dann, dass der Impuls (nicht die Energie) mit der inversen Wurzel aus g11 geht, also mit 1/a. Bei Photonen sind Impuls und Energie immer gleich, deswegen gilt das da auch für die Rotverschiebung.
Guten Morgen Ich!
eigentlich wollte ich erst heute abend etwas hier einstellen - Aber eine Frage brennt mir jetzt doch schon auf den Nägeln:
Zwei benachbarte Raumpunkte in einer FLRW-Metrik mit den jeweils "konstanten" Koordinaten x1,y1,z1 und x2,y2,z2 vergrößern mit zunehmendem t ihren Abstand weil R(t) entsprechend größer wird - Siehst Du das auch so?
Ja.
Aber fang jetzt bitte nicht an, über zwei Wochen und 8 Beiträge geschickt auf das Thema "Überlichtgeschwindigkeit" überzuleiten, und wie ich mir da angeblich selbst widerspreche. Ich dafür grad keinen Nerv, das hab ich schon ein paarmal versucht, zu erklären.
Hallo Ich,
o.k. - Befänden sich (imponderabel angenommene) Objekte an beiden Raumpunkten würden wir eine entsprechende Rotverschiebung zwischen beiden Objekten festzustellen, wobei beide Objekte aber in Bezug auf das Koordinatensystem ruhen. Interpretation: Raumexpansion - Korrekt?
Würden wir statt der FLRW-Metrik diesen Betrachtungen eine Minkowski-Metrik (i.e.S. ein Milne-Modell = FLRW-Derivat mit bestimmten Annahmen/Bedingungen) zugrundelegen, erhielten wir exakt den selben Redshift, würden diesen aber nicht auf eine Raumexpansion sondern auf eine Relativbewegung der Objekte zueinander zurückführen (denn im Gegensatz zur FLRW-Metrik bewegt sich dann mindestens eines der beiden Objekte in Bezug auf das Koordinatensystem) - Korrekt?
Der Rotverschiebung ist die Ursache aber nicht auf die Stirn geschrieben.
Gruß
SCR
P.S.:
Aber fang jetzt bitte nicht an, über zwei Wochen und 8 Beiträge geschickt auf das Thema "Überlichtgeschwindigkeit" überzuleiten, und wie ich mir da angeblich selbst widerspreche. Ich dafür grad keinen Nerv, das hab ich schon ein paarmal versucht, zu erklären.
:confused: Da überforderst Du mich.
Das Milne-Modell ist nur im leeren Universum exakt anwendbar. Mit Masse reden wir von Normalkoordinaten.
erhielten wir exakt den selben Redshift, würden diesen aber nicht auf eine Raumexpansion sondern auf eine Relativbewegung der Objekte zueinander zurückführen
...und auf Gravitationsrotverschiebung, und wenn die Abstände noch größer werden, würde diese Trennung mehr und mehr ihren Sinn verlieren, man würde dann irgendwann von einer Interpretation in diesen Begrifflichkeiten absehen.
Hallo Ich,
Das Milne-Modell ist nur im leeren Universum exakt anwendbar. Mit Masse reden wir von Normalkoordinaten.
Du meinst die hier?
Riemannsche Normalkoordinaten (nach Bernhard Riemann; auch Normalkoordinaten oder Exponentialkoordinaten) bilden ein besonderes Koordinatensystem, welches in der Differentialgeometrie betrachtet wird. Hier wird der Tangentialraum an p als lokale Karte der Mannigfaltigkeit in einer Umgebung von p verwendet. Solche Koordinaten sind einfach zu handhaben und finden daher auch Anwendung in der allgemeinen Relativitätstheorie.
Die wendest Du global an?
...und auf Gravitationsrotverschiebung, und wenn die Abstände noch größer werden, würde diese Trennung mehr und mehr ihren Sinn verlieren, man würde dann irgendwann von einer Interpretation in diesen Begrifflichkeiten absehen.
Ich wollte die Masse eigentlich erst einmal raushalten - Aber gut.
Wir betrachten also zwei ponderable Objekte in einem ansonsten materiefreien Raum(? Oder befinden die sich in einem "Staub-Universum" dessen Dichte mit der Expansion mehr und mehr abnimmt?).
Gruß
SCR
P.S.: Muß mich leider erst einmal ausklinken - Gerne heute abend weiter. :)
Hi Ich,
wie geht man eigentlich mit der Dunklen Energie im kinematischen Modell um? Lt. empirischen Befunden entfernen sich die Galaxien seit ca. 5 Milliarden Jahren beschleunigt voneinander.
Wenn ich eine Kanonenkugel mit v > Fluchtgeschwindigkeit abschieße und irgendwann beobachte, daß sie sich nicht mehr verlangsamend sondern beschleunigt entfernt, müßte ich auf eine Masse jenseits dieser Kugel schließen.
Ein Modell dieser Art, wonach wir (das sichtbare Universum) uns in einer massearmen Region befinden wurde kürzlich diskutiert.
Gruß, Timm
Marco Polo
02.02.12, 17:21
Hallo Timm,
Ein Modell dieser Art, wonach wir (das sichtbare Universum) uns in einer massearmen Region befinden wurde kürzlich diskutiert.
das klingt zwar interessant. Aber müssten dann die für den Effekt der beschleunigten Expansion erforderlichen hypothetischen entfernten Massen nicht ausserordentlich homogen verteilt sein?
Die beschleunigte Expansion wird ja meines Wissens schliesslich in alle Richtungen gleich gemessen.
Gruss, Marco Polo
das klingt zwar interessant. Aber müssten dann die für den Effekt der beschleunigten Expansion erforderlichen hypothetischen entfernten Massen nicht ausserordentlich homogen verteilt sein?
Die beschleunigte Expansion wird ja meines Wissens schliesslich in alle Richtungen gleich gemessen.
Das stimmt, Marc, der Preis ist hoch und Copernicus läßt grüßen. Aber wie immer kann man das anthropische Prinzip ins Feld führen, um eine ziemlich unwahrscheinliche Situation zu rechtfertigen. Immerhin bezahlt man bei diesem Modell mit etwas Bekanntem, der Gravitation. Der Lohn ist, sich nicht mit einer unverstandenen Vakuumenergie herumschlagen zu müssen.
Gruß, Timm
P.S. Nach Überlesen könnte es ein Mißverständnis geben: Dieses Modell einer lokalen Dichte Delle (außerhalb des sichtbaren Universums ist die Materiedichte sphärisch symmetrisch größer) ersetzt die im sichtbaren Universum aufgespürte Dunkle Energie durch einen gravitativen Effekt. Auf weit größeren Skalen könnte das Universum dennoch dem kosmologischen Prinzip genügen (selbst wenn es viele solcher Dellen geben sollte) aber die Frage der globalen Massendichte im Vergleich zur kritischen Dichte und damit der Expansion wäre offen.
Deshalb beantwortet ein solches Szenario nicht die Frage, wie man global betrachtet mit der Dunklen Energie im kinematischen Modell (die Galaxien entfernen sich mit Eigengeschwindigkeiten, nicht weil neuer Raum entsteht) umgeht.
Guten Morgen zusammen!
1. Das Machsche Prinzip bedeutet laut Einstein in Kurzform:
Das G-Feld ist restlos durch die Massen der Körper bestimmt. Da Masse und Energie nach den Ergebnissen der speziellen Relativitätstheorie das Gleiche sind und die Energie formal durch den symmetrischen Energietensor (Tμν) beschrieben wird, so besagt dies, dass das G-Feld durch den Energietensor der Materie bedingt und bestimmt sei.
2. Der de Sitter-Kosmos ist materiefrei, weist keine "in die Ecken gekehrten Massen" auf und widerspricht damit dem Machschen Prinzip, was letztendlich selbst Einstein anerkennen musste.
3. Das heutige Standardmodell der Kosmologie, das ΛCDM-Modell, basiert auf folgender Form der Feldgleichungen:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/4/1/f/41fbdce5297a3706c1c883bac1d4349d.png
Der Λ-Term steht links - unabhängig vom Energie-Impuls-Tensor. Er wird als eigenständige "Quelle des G-Feldes" neben dem EI-Tensor verstanden (und in Anlehnung an das Machsche Prinzip deshalb auch als "dunkle Energie" betrachtet).
5. Laut den Friedmann-Weltmodellen hängt es erst einmal nur von der Energiedichte innerhalb der Sphäre ab, inwieweit diese expandiert, kontrahiert oder sich stationär zeigt -> Es bedarf für eine potentielle Expansion einer diesbezüglich lokal angewandten Sphäre die explizite Annahme von Massen außerhalb derselben nicht.
(Die meisten dieser Aspekte hatte ich allerdings auch schon in Beitrag #2 (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?p=66259&postcount=2) angesprochen).
Wenn ich eine Kanonenkugel mit v > Fluchtgeschwindigkeit abschieße und irgendwann beobachte, daß sie sich nicht mehr verlangsamend sondern beschleunigt entfernt, müßte ich auf eine Masse jenseits dieser Kugel schließen.
Ein Modell dieser Art, wonach wir (das sichtbare Universum) uns in einer massearmen Region befinden wurde kürzlich diskutiert.
Aber müssten dann die für den Effekt der beschleunigten Expansion erforderlichen hypothetischen entfernten Massen nicht ausserordentlich homogen verteilt sein?
Das ist ein Missverständnis.
Ein ganz wichtiger Fakt ist, dass eine massenbehaftete Kugelschale in ihrem Inneren überhaupt keine Gravitation erzeugt. Das gilt bei Newton und auch in der ART, und es gilt insbesondere auch, wenn die "Kugelschale" das ganze Universum (außerhalb einer beliebig rausgepickten Sphäre) sein soll. Das ist deswegen wichtig, weil daraus direkt folgt, dass z.B. die weitere Umgebung unserer Milchstraße vollkommen unbeeinflusst davon ist, was im sonstigen Universum geschieht, solange dieses ungefähr kugelsymmetrisch ist.
Also kann man keine beschleunigte Expansion erzeugen, indem man mehr Masse ins äußere Universum gibt. Der Artikel, den du gelesen hast, meint, dass man die Beschleunigung ja aus Beobachtungsdaten ableitet, die das weit entfernte Universum betreffen. Eine inhomogene gebremst expandierende Massenverteilung kann dabei, zumindest was Supernovabeobachtungen betrifft, so aussehen, als ob ein homogenes Universum beschleunigt expandiert. Was aber ein ziemlicher Zufall wäre.
Eine echte Beschleunigung kann man nur durch abstoßende Gravitation bewirken. Und die wiederum kann eigentlich nur durch negativen Druck erzeugt werden, eine Eigenschaft Dunkler Energie.
Ich kann den Ausführungen von Ich nur zustimmen - Das Innere einer Hohlkugel ist G-Feldfrei:
http://img842.imageshack.us/img842/4783/hohlkugelnvergleich.jpg
-> Will man dem kosmologischen Prinzip nicht widersprechen folgt daraus, dass homogen verteilte ferne Massen sich nicht in Form von Beschleunigungen von Objekten, die sich im Inneren der Sphäre (= "das beobachtbare Universums") befinden, auswirken können.
Marco Polo
03.02.12, 11:22
Ein ganz wichtiger Fakt ist, dass eine massenbehaftete Kugelschale in ihrem Inneren überhaupt keine Gravitation erzeugt. Das gilt bei Newton und auch in der ART, und es gilt insbesondere auch, wenn die "Kugelschale" das ganze Universum (außerhalb einer beliebig rausgepickten Sphäre) sein soll. Das ist deswegen wichtig, weil daraus direkt folgt, dass z.B. die weitere Umgebung unserer Milchstraße vollkommen unbeeinflusst davon ist, was im sonstigen Universum geschieht, solange dieses ungefähr kugelsymmetrisch ist.
Das mit der Kugelschale stimmt natürlich.
Eine inhomogene gebremst expandierende Massenverteilung kann dabei, zumindest was Supernovabeobachtungen betrifft, so aussehen, als ob ein homogenes Universum beschleunigt expandiert.
Wenn ich das richtig verstehe, dann würde eine inhomogene gebremst expandierende Massenverteilung in Abhängigkeit der Richtung in die man schaut, unterschiedlich stark abgebremst werden.
Dieses unterschiedlich stark abgebremste Expandieren würde wie eine Beschleunigung wirken und tatsächlich ist es ja auch exakt so.
Man stelle sich dazu nur zwei hintereinander fahrende Autos vor, die unterschiedlich stark abbremsen. Beide Autos würden sich beschleunigt voneinander entfernen, wenn das hintere stärker abbremst wie das vordere.
Habe ich das so in etwa richtig verstanden?
Gruss, MP
Die wendest Du global an?
Bis zum Horizont.
Ich wollte die Masse eigentlich erst einmal raushalten
Ist auch besser so. Wir haben diese Diskussion aber bereits abgebrochen, hast du was Neues hinzuzfügen?
Hallo Ich!
Bis zum Horizont.
o.k.
Nehmen wir einmal an, dieser Horizont befände sich (in jede Richtung gesehen) bei ca. 13,7 Mrd LJ ->
1. Dann würde dieses Koordinatensystem eine Sphäre mit einem Duchmesser von ca. 27,4 Mrd LJ beschreiben. Richtig?
2. Von dieser Sphäre ausgehend: Können wir den Ort des Urknalls dahingehend eingrenzen, dass er an einem Raumpunkt (*)
a) auf der äußersten Kugelschale der Sphäre
b) irgendwo innerhalb dieser Sphäre
c) irgendwo außerhalb der Sphäre
stattgefunden haben muß? (Oder vielleicht auch anders gefragt: Welches Alter weist dieses Modell eigentlich für unser heutiges Universum aus?)
Gruß
SCR
(*) Da in diesem Modell ja der Raum explizit nicht expandieren soll muß der Urknall in Form einer Explosion an einem ganz bestimmten Raumpunkt stattgefunden haben.
P.S.:
Wir haben diese Diskussion aber bereits abgebrochen
Welche Diskussion haben wir wo "abgebrochen"? :confused: Ich kann Dir da leider nicht ganz folgen.
Ergänzende Anmerkung:
Eine echte Beschleunigung kann man nur durch abstoßende Gravitation bewirken. Und die wiederum kann eigentlich nur durch negativen Druck erzeugt werden, eine Eigenschaft Dunkler Energie.
Das wollte ich eigentlich ursprünglich hier (lediglich) in Erfahrung bringen:
Was bedeutet "negativer Druck" (im Kontext der kosmologischen Konstanten), was hat man sich darunter vorzustellen?
(Aber wie bereits gesagt: Diskussion jedweder "Kontext-Themen" auch gerne - Hauptsache interessant! :) ;)).
Dann würde dieses Koordinatensystem eine Sphäre mit einem Duchmesser von ca. 27,4 Mrd LJ beschreiben. Richtig?
Richtig. Wenn kein Horizont da ist, reicht das KS übrigens bis zur Urknallsingularität.
(*) Da in diesem Modell ja der Raum explizit nicht expandieren soll muß der Urknall in Form einer Explosion an einem ganz bestimmten Raumpunkt stattgefunden haben.
Nein. In diesen Koordinaten findet der Urknall jetzt gerade überall auf dem Rand der Sphäre statt.
Was bedeutet "negativer Druck" (im Kontext der kosmologischen Konstanten), was hat man sich darunter vorzustellen?
Lies das hier (http://books.google.de/books?id=36K1PfetZegC&pg=PA352&dq=%22negative+pressure%22+energy&hl=de&sa=X&ei=jvgrT9v2LtHhtQbvyM2iDQ&ved=0CEgQ6AEwBA#v=onepage&q&f=false), oder andere einführende Literatur. Ich stell mir darunter gar nichts vor.
Ja, die Kugelschalenvorstellung ist mißverständlich. Es ging in diesem Artikel (Spektrum?) um materiearme Regionen (voids) in der Größenordnung des sichtbaren Universums, die in Übereinstimmung mit der Beobachtung beschleunigt expandieren.
Eine echte Beschleunigung kann man nur durch abstoßende Gravitation bewirken. Und die wiederum kann eigentlich nur durch negativen Druck erzeugt werden, eine Eigenschaft Dunkler Energie.
Darum ging es mir eigentlich. Seit 5 Mrd Jahren expandiert das Universum beschleunigt. Bei der Expansionsinterpretation entsteht entsprechend schnell neuer Raum. Wie drückt sich das aber in der kinematischen Interpretation aus?
Ok, man könnte sagen, was immer der Materie den uranfänglichen "Schwung" verliehen hat, legt seit 5 Mrd Jahren nochmal nach. Wäre es das?
Seit 5 Mrd Jahren expandiert das Universum beschleunigt.Woher hast Du das Timm,
wir beobachten, dass das Universum z.Zt. beschleunigt expandiert.
Ich kenne keine Aufzeichnungen dazu, die 5 Mrd Jahre alt sind.
Gruß EMI
Hallo Ich!
Richtig. Wenn kein Horizont da ist, reicht das KS übrigens bis zur Urknallsingularität.
o.k. (btw.: Ein Horizont ergibt sich erst durch Berücksichtigung der Gravitation - Richtig?)
Nein. In diesen Koordinaten findet der Urknall jetzt gerade überall auf dem Rand der Sphäre statt.
Hmm - Ich hatte eine andere Formulierung erwartet. Etwa in diese Richtung:
Der Urknall hat an einem ausgezeichneten Raumpunkt stattgefunden - Auf Basis des gewählten Koordinatensystems kann man diesen Punkt allerdings nicht exakt bestimmen.
Kannst Du dieser Formulierung - zumindest im Großen und Ganzen - zustimmen?
(Andernfalls müsste ich nämlich womöglich passen bzw. wir müssten irgendwo ganz vorne nochmal anfangen: Denn dann verstehe ich offensichtlich dieses "kinetmatische Modell" gar nicht ... :rolleyes:)
Lies das hier (http://books.google.de/books?id=36K1PfetZegC&pg=PA352&dq=%22negative+pressure%22+energy&hl=de&sa=X&ei=jvgrT9v2LtHhtQbvyM2iDQ&ved=0CEgQ6AEwBA#v=onepage&q&f=false),
Danke.
Ich stell mir darunter gar nichts vor.
Echt? Das kann ich nicht.
Hallo EMI,
das habe ich aber auch schon an verschiedener Stelle gelesen - z.B. hier.
Aus http://homepages.uni-regensburg.de/~lea22257/kerne+sterne/DunkleEnergie.pdf:
http://img268.imageshack.us/img268/8778/apunkt.jpg
Woher hast Du das Timm,
wir beobachten, dass das Universum z.Zt. beschleunigt expandiert.
Ich kenne keine Aufzeichnungen dazu, die 5 Mrd Jahre alt sind.
Gruß EMI
Die Analyse der SN1a Daten reicht locker so weit zurück, EMI.
Gruß, Timm
Marco Polo
03.02.12, 19:35
Hallo EMI,
wir beobachten, dass das Universum z.Zt. beschleunigt expandiert.
Ich kenne keine Aufzeichnungen dazu, die 5 Mrd Jahre alt sind.
diese Aufzeichnungen wurden im Rahmen des Projektes ESSENCE an ca. 200 unterschiedlich weit entfernten Supernovae des Typs Ia gemacht, die als Standardkerzen dienen.
Die Messungen derer Rotverschiebungen sagen uns nach meinem Verständnis auch etwas über die Expansionsrate vergangener Zeiten.
Schliesslich waren die beobachteten Supernovae nicht alle gleich weit entfernt und man blickte dementsprechend unterschiedlich weit in die Vergangenheit und maß dabei Rotverschiebungen, die überraschenderweise nicht dem Hubble-Gesetz entsprachen.
Dabei konnte man anhand der Messdaten sehr schön den zeitlichen Verlauf der beschleunigten Expansion ermitteln.
SCR hat dazu einen sehr schönen Link angegeben.
Gruss, MP
Es ging in diesem Artikel (Spektrum?) um materiearme Regionen (voids) in der Größenordnung des sichtbaren Universums, die in Übereinstimmung mit der Beobachtung beschleunigt expandieren.
Schneller vielleicht als die Umgebung, was eine Beschleunigung vortäuscht, wenn man das Universum als räumlich homogen ansieht.
Bei der Expansionsinterpretation entsteht entsprechend schnell neuer Raum. Wie drückt sich das aber in der kinematischen Interpretation aus?
Naja, als Beschleunigung eben. Und entsprechend schneller wächst der Abstand. Abstand = Raum.
Ok, man könnte sagen, was immer der Materie den uranfänglichen "Schwung" verliehen hat, legt seit 5 Mrd Jahren nochmal nach. Wäre es das?
Ja, fast. Nach Standardmodell ist von der Inflation - dem Ursprungskick - ein kleines bisschen übriggeblieben, die Dunkle Energie. Und seit ~6 Mrd. Jahren hat sich die andere, bremsende Materie so stark verdünnt, dass netto eine Beschleunigung bleibt.
Ich hab bei astronews (http://astronews.com/forum/showthread.php?5754-Wie-gro%DF-ist-die-Kraft-der-Dunklen-Energie-Die-Fortsetzung)was dazu geschrieben, falls Details interessieren.
Ein Horizont ergibt sich erst durch Berücksichtigung der Gravitation - Richtig?
Beschleunigung, wie bei Rindler. Anziehende Gravitation verursacht keinen Horizont.
Der Urknall hat an einem ausgezeichneten Raumpunkt stattgefunden - Auf Basis des gewählten Koordinatensystems kann man diesen Punkt allerdings nicht exakt bestimmen.
Sind wir bei Milne? Dann hat der Urknall an einem ausgezeichneten Ereignis stattgefunden. Jeder Raumpunkt schneidet dieses Ereignis in der Vergangenheit. Raumpunkte sind Linien, schon vergessen?
Übrigens zählt der Lichtkegel, der von diesem Ereignis ausgeht, auch mit zum Urknall. Da vergeht keine Zeit, man ist also immer noch auch kosmologischer Zeit t=0. Wenn man z.B. einen Photon vom CMB ins Minkowski-Diagramm malt, dann stammt das von knapp über dem Lichtkegel, vor 6,85 Mrd Jahren in 6,85 Mrd Lichtjahren Entfernung. Jede Gleichzeitigkeitslinie des Beobachters schneidet den Lichtkegel und damit den Urknall irgendwann. Mals dir auf.
Das kann ich nicht.
Is voll einfach.
Hallo Ich!
Beschleunigung, wie bei Rindler.
Äquivalenzprinzip, wie bei Einstein. ;)
Anziehende Gravitation verursacht keinen Horizont.
Hmm ...
Sind wir bei Milne?
? Ich habe keine Ahnung - Es ist schließlich nicht mein kinematisches Modell -> Sag' Du es mir bitte.
(Ein paar Beiträge zuvor waren es noch Normalkoordinaten)
Sind wir bei Milne? Dann hat der Urknall an einem ausgezeichneten Ereignis stattgefunden.
Milne ist mir egal - Mich interessiert: Wo hat er bei DIR stattgefunden?
Jeder Raumpunkt schneidet dieses Ereignis in der Vergangenheit. Raumpunkte sind Linien, schon vergessen?
:D Bei Dir sehe ich zumindest eine Fläche:
In diesen Koordinaten findet der Urknall jetzt gerade überall auf dem Rand der Sphäre statt.
Ich verstehe das einfach nicht -> Sieh' es mir dementsprechend bitte nach wenn ich da jetzt "step by step" nachfragen muß.
Ausgangsituation: Urknall findet zum Zeitpunkt t=0 an Raumpunkt (0,0,0) statt
Da würde mich als erstes interessieren:
Zum Zeitpunkt t = 1 Plancksekunde - Welchen Durchmesser misst da (so ganz grob) Dein verwendetes Koordinatensystem?
? Ich habe keine Ahnung - Es ist schließlich nicht mein kinematisches Modell -> Sag' Du es mir bitte.
(Ein paar Beiträge zuvor waren es noch Normalkoordinaten)
Was weiß denn ich. Du wolltest Gravitation draußen lassen, und das ist zu Lehrzwecken vernünftig. Unser Universum jedenfalls hat Gravitation, deswegen geht da kein Milne-Modell.
Milne ist mir egal - Mich interessiert: Wo hat er bei DIR stattgefunden?
Hier. Unter anderem.
Bei Dir sehe ich zumindest eine Fläche
Alle diese Linien schneiden die Zeit t=jetzt in einer 3D Hyperfläche, dem Raum. Der Urknall, also die Menge aller Ereignisse mit kosmologischer Zeit t=0, schneidet diese Hyperfläche in einer 2D Fläche, der besagten Kugeloberfläche.
Ausgangsituation: Urknall findet zum Zeitpunkt t=0 an Raumpunkt (0,0,0) statt
Aha. Aber nicht an (3,2,1)?
Zum Zeitpunkt t = 1 Plancksekunde - Welchen Durchmesser misst da (so ganz grob) Dein verwendetes Koordinatensystem?
Fürs echte Universum? Weiß ich nicht, ich kenn die Dynamik zu der Zeit nicht.
Wir müssen das anders angehen, das bringt so nix. Als erstes legen wir uns auf ein leeres Universum fest. Dann sind FRW-Koordinaten das Raumexpansionsbild, und Minkowskikoordinaten "mein" Bild. Also Normalkoordinaten. Die Normalkoordinaten bevorzugen einen beliebigen Beobachter, der in ihnen ruht. Zwischen Beobachtern wechselt man durch eine Lorentztrafo, die den Ursprung (Urknall) unverändert lässt.
Der Urknall ist in beiden Koordinatensystemen zur Zeit t=0. In FRW-Koordinaten findet er an jedem Raumpunkt statt. In Normalkoordinaten findet er im Ursprung, also bei (0,0,0) statt. Und zwar für jeden Beobachter.
Zur Zeit t=wenig ist das Universum in FRW unendlich groß oder auch nicht. In Normalkoordinaten ist es wenig*c groß. Das Koordinatensystem geht darüber hinaus, weil ja keine Singularität am Urknall vorliegt. Wäre da eine, würde es da enden.
Morgen Ich!
Was weiß denn ich. Du wolltest Gravitation draußen lassen, und das ist zu Lehrzwecken vernünftig. Unser Universum jedenfalls hat Gravitation, deswegen geht da kein Milne-Modell.
Nachvollziehbar (Sagen wir einfach "Minkowski" - o.k.?)
Hier. Unter anderem.
o.k. Das ergibt bei mir dann insgesamt grob folgende Vorstellung:
Alle Beobachter sitzen dicht gepackt an einem Punkt (= der Singularität) zusammen bis es zum Urknall kommt. Durch diese Explosion werden alle voneinander fortbewegt. Unser Beobachter saß dabei irgendwo mitten im Pulk - d.h. er war auf allen Seiten von anderen Beobachtern umgeben -> Alles wird bei der Explosion kugelsymmetrisch von ihm weggeschleudert.
Habe ich das so in etwa zu verstehen?
Aha. Aber nicht an (3,2,1)?
Korrekt: Das sehe ich so. Und Du doch schließlich auch ;):
Der Urknall ist in beiden Koordinatensystemen zur Zeit t=0. In FRW-Koordinaten findet er an jedem Raumpunkt statt. In Normalkoordinaten findet er im Ursprung, also bei (0,0,0) statt.
Fürs echte Universum? Weiß ich nicht, ich kenn die Dynamik zu der Zeit nicht.
Bei diesem "kinematischen Modell" müsste das Koordinatensystem IMHO - sobald es "existiert" / man es anwenden darf - unendlich groß sein: Es wächst schließlich nicht selbst (wie etwa die FLRW-Metrik).
Wir müssen das anders angehen, das bringt so nix.
Kein Widerspruch.
Als erstes legen wir uns auf ein leeres Universum fest.
Hmm - In diesem Fall wäre unser Koordinatensystem nicht nur räumlich unendlich sondern auch "ewig". Es spräche zumindest nichts dagegen, es so anzunehmen - Oder?
(Nach dem Standardmodell der Raumexpansion entsteht "der Raum" erst mit dem Urknall)
Weiterhin verstehe ich das aber nicht:
In Normalkoordinaten ist es wenig*c groß. Das Koordinatensystem geht darüber hinaus, weil ja keine Singularität am Urknall vorliegt. Wäre da eine, würde es da enden.
Es liegt "Keine Singularität" (mehr) vor -> Woran machst Du fest, wo das Universum endet bzw. wie groß es ist?
(Ich ging jetzt eigentlich davon aus, wir befinden uns sozusagen "in einem absoluten Raum" -> Der Raum ist für mich immer genauso groß wie das Koordinatensystem, welches ihn ausfüllt/beschreibt; nur so wäre das für mich konsistent - s.o.)
Dann sind FRW-Koordinaten das Raumexpansionsbild, und Minkowskikoordinaten "mein" Bild. [...]
Das andere habe ich ansonsten soweit verstanden (Denke ich :)).
Gruß
SCR
P.S.: Im "kinematischen Modell" gibt es IMHO ausgezeichnete Beobachter: Jene, die bei der Explosion am weitesten / am schnellsten weggeschleudert wurden (Die "erste Welle") - Für diese dürfte meines Erachtens das kosmologische Prinzip nicht gelten. Wie geht das "kinematische Modell" damit um?
Ja, fast. Nach Standardmodell ist von der Inflation - dem Ursprungskick - ein kleines bisschen übriggeblieben, die Dunkle Energie. Und seit ~6 Mrd. Jahren hat sich die andere, bremsende Materie so stark verdünnt, dass netto eine Beschleunigung bleibt.
Ich hab bei astronews (http://astronews.com/forum/showthread.php?5754-Wie-gro%DF-ist-die-Kraft-der-Dunklen-Energie-Die-Fortsetzung)was dazu geschrieben, falls Details interessieren.
Dort schreibst Du: Nein, Schwung ist schon genau das richtige Wort. Das Universum deht sich weiter aus, weil die in ihm enthaltene Materie (wegen der Impulserhaltung) fortfährt, sich voneinander weg zu bewegen. Dafür braucht's keine dauernde Kraft wie DE, der Anschubser von der Inflation damals hätte auch gereicht.
Wenn man weitere Anschubser ausschließt, sollte das Universum dann nicht gebremst expandieren und irgendwann kollabieren? Ich komme nicht dahinter, wie dieses kinematische Modell die Wirkung der DE simuliert.
Wenn man weitere Anschubser ausschließt, sollte das Universum dann nicht gebremst expandieren und irgendwann kollabieren?
Hallo Timm,
der User "Alex74" hatte bei "astronews" geschrieben:
Es ist unsinnig bei der Expansion des Raumes von "Schwung" zu sprechen, genauso wie die Analogie "Urknall" = Explosion nichts taugt.
Das ist auch mein Wissenstand. Die Galaxien stehen still, nichts bewegt sich, nur der Raum dazwischen dehnt sich aus. Und wenn sich nichts bewegt, dann kann man auch von keinem Impuls oder 'Schwung' sprechen.
M.f.G. Eugen Bauhof
Wenn man weitere Anschubser ausschließt, sollte das Universum dann nicht gebremst expandieren und irgendwann kollabieren?
Nein, es sollte sich dann mit irgendwann verschwindender Geschwindigkeit weiter ausdehnen, aber nicht kollabieren.
Ich komme nicht dahinter, wie dieses kinematische Modell die Wirkung der DE simuliert.
Bloß um sicherzugehen, dass wir uns hier nicht permanent missverstehen: Wenn du vom "kinematischen Modell" sprichst, dann meinst du hoffentlich eine Beschreibung in möglichst statischen Koordinaten (das meine zumindest ich). In dieser Beschreibung bewegen sich die Galaxien voneinander weg. Es wirkt aber auch Gravitation. Und die Wirkung der DE ist nunmal abstoßende Gravitation. Das wird nicht irgendwie simuliert oder anderweitig erzeugt, man muss explizit DE als Gravitationsquelle berücksichtigen.
Das ist auch mein Wissenstand. Die Galaxien stehen still, nichts bewegt sich, nur der Raum dazwischen dehnt sich aus. Und wenn sich nichts bewegt, dann kann man auch von keinem Impuls oder 'Schwung' sprechen.
Das ist ein sehr weit verbreiteter Wissensstand, und er ist falsch. Ich habe im anderen Forum recht ausführlich dargelegt, warum man sehr wohl Newtonsche Dynamik verwenden und deswegen von "Schwung" reden kann. Wenn du sagst, man dürfe das nicht, dann musst du ein Beispiel bringen, in dem solches Reden einen in Widersprüche führt, z.B. mit den Beobachtungen.
Ich habe zwei recht starke Aussagen gebracht, die also entsprechend leicht zu falsifizieren wären, wenn sich falsch sind:
- Galaxien bewegen sich voneinander weg. Wir sehen das ziemlich deutlich. Wenn du sagst, dem sei nicht so, dann musst du Beobachtungen oder logische Schlüsse nennen, die beweisen, dass der Augenschein trügt. Wie stellst du fest, dass diese sich so offensichtlich bewegenden Objekte "tatsächlich" ruhen?
- Das lokale Universum gehorcht Newtonscher Dynamik (wenn man Druck als Gravitationsquelle ergänzt). Körper bewegen sich (Impuls="Schwung") und werden durch "Gravitationskräfte" beschleunigt. Wenn du sagst, dem sei nicht so, dann musst du ein Beispiel bringen, wo die Beschreibung versagt.
Und ums nochmal klarzustellen: ich behaupte weder, dass die andere Beschreibung falsch sei, noch dass man ausschließlich "meine" Beschreibung verwenden dürfe. Und ich behaupte auch nicht, dass "meine" Beschreibung mit Newtonscher Dynamik für größere Bereiche als ~1 Mrd Lichtjahre taugt.
Alle Beobachter sitzen dicht gepackt an einem Punkt (= der Singularität) zusammen bis es zum Urknall kommt. Durch diese Explosion werden alle voneinander fortbewegt. Unser Beobachter saß dabei irgendwo mitten im Pulk - d.h. er war auf allen Seiten von anderen Beobachtern umgeben -> Alles wird bei der Explosion kugelsymmetrisch von ihm weggeschleudert.
Habe ich das so in etwa zu verstehen?
Keine Ahnung, was die Beobachter bis zum Urknall gemacht haben, aber im Grundsatz stimmt das so.
Bei diesem "kinematischen Modell" müsste das Koordinatensystem IMHO - sobald es "existiert" / man es anwenden darf - unendlich groß sein: Es wächst schließlich nicht selbst (wie etwa die FLRW-Metrik).
Was ist das "kinematische Modell"? Wenn du Normalkoordinaten fürs materiebehaftete Universum meinst: Nein. Das KS hat am Anfang eine räumliche Ausdehnung von 0.
Es liegt "Keine Singularität" (mehr) vor -> Woran machst Du fest, wo das Universum endet bzw. wie groß es ist?
Durch Definition: alles innerhalb des Zukunftslichtkegels des Urknallereignisses ist das Universum.
Der Raum ist für mich immer genauso groß wie das Koordinatensystem, welches ihn ausfüllt/beschreibt
Nö, wieso? koordinatensysteme sind nichts weiter als Karten. Die können nur einen Teil der Mannigfalitgkeit darstellen, oder alles. Und die Mannigfaltigkeit kann durchaus größer sein als "das Universum", wenn man eben von diesem speziellen Modell spricht. Bei Milne gibt es Raumzeit außerhalb des "Universums". Es ist ja auch ein Spielzeugmodell.
Im "kinematischen Modell" gibt es IMHO ausgezeichnete Beobachter: Jene, die bei der Explosion am weitesten / am schnellsten weggeschleudert wurden (Die "erste Welle") - Für diese dürfte meines Erachtens das kosmologische Prinzip nicht gelten. Wie geht das "kinematische Modell" damit um?
Und welche Geschwindigkeit hätte der?
Das ist auch mein Wissenstand. Die Galaxien stehen still, nichts bewegt sich, nur der Raum dazwischen dehnt sich aus. Und wenn sich nichts bewegt, dann kann man auch von keinem Impuls oder 'Schwung' sprechen.
Das war auch mein Wissensstand, Eugen. Und so steht es in den populärwissenschaftlichen Büchern, in denen Kosmologie ein Thema ist. Nachzulesen bei Lesch, Bojowald, Kiefer, Hasinger, Harrison ... . Keiner dieser Autoren weist darauf hin, daß man im Prinzip mitbewegte Koordinaten (Raum expandiert) in quasistatische Koordinaten (Galaxien bewegen sich durch den Raum) umrechnen kann. Beide Interpretationen sind physikalisch gleichwertig. Wahrscheinlich fürchten sie die Verwirrung. Eine Ausnahme ist ein Artikel von Tamara Davis, der vor einiger Zeit im Spektrum erschienen ist, das Du soweit ich mich erinnere ebenfalls liest.
Wenn man ein bißchen sucht, wird man aber schnell fündig, wie etwa in dieser FAQ (http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html#MX,):
Are galaxies really moving away from us or is space just expanding?
This depends on how you measure things, or your choice of coordinates. In one view, the spatial positions of galaxies are changing, and this causes the redshift. In another view, the galaxies are at fixed coordinates, but the distance between fixed points increases with time, and this causes the redshift. General relativity explains how to transform from one view to the other, and the observable effects like the redshift are the same in both views. Part 3 of the tutorial shows space-time diagrams for the Universe drawn in both ways.
Es gibt weitere papers dazu, wichtig erscheinen mir
A diatribe on expanding space (http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0809/0809.4573v1.pdf) und
The kinematic component of the cosmological redshift (http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0911/0911.3536v3.pdf)
Bei der quasikinematischen Interpretation ist die kosmologische Rotverschiebung aber nicht ein reiner Dopplereffekt, sondern sie setzt sich aus einem Anteil Relativbewegung und einem gravitiven Anteil zusammen, ist bei Peacock ganz gut nachzulesen.
Ich habe das, was Du als Deinen Wissensstand ausgibst, früher verteidigt. Bis dann kürzlich 'Ich' bei Joachim die andere Sichtweise erläutert hat. Trotzdem gibt's noch offene Fragen, wie sich hier zeigt.
Gruß, Timm
Und ich behaupte auch nicht, dass "meine" Beschreibung mit Newtonscher Dynamik für größere Bereiche als ~1 Mrd Lichtjahre taugt.
Hallo Ich,
gut das zu wissen, das war dann ein Missverständnis von mir.
Ich meinte das globale Geschehen mit Entfernungen sehr viel größer als eine Milliarde Lichtjahre. Im Nahbereich sind gravitative Pekulariar-Bewegungen (Newtonsche Dynamik) zu beobachten. Global spielen diese Bewegungen keine Rolle mehr, dann ist nur noch die Vermehrung des Raumes zwischen den Galaxien für die Universum-Expansion maßgebend.
M.f.G. Eugen Bauhof
Morgen Ich,
Wenn du Normalkoordinaten fürs materiebehaftete Universum meinst: Nein. Das KS hat am Anfang eine räumliche Ausdehnung von 0.
Dann macht das Koordinatensystem entweder plötzlich "Buff" und ist instantan unendlich groß oder es wächst kontinuierlich ...
Durch Definition: alles innerhalb des Zukunftslichtkegels des Urknallereignisses ist das Universum.
... (aber im Gegensatz zur FLRW-Metrik nicht überall homogen sondern nur) "außen" (?).
koordinatensysteme sind nichts weiter als Karten.
Zustimmung.
Die können nur einen Teil der Mannigfalitgkeit darstellen, oder alles.
Zustimmung.
Und die Mannigfaltigkeit kann durchaus größer sein als "das Universum", wenn man eben von diesem speziellen Modell spricht.
Zustimmung.
Bei Milne gibt es Raumzeit außerhalb des "Universums". Es ist ja auch ein Spielzeugmodell.
KS die über die Mannigfaltigkeit hinausgehen, sind nicht relevant für die ART (konkret: die Teile des Koordinatensystems, welche darüber hinausgehen, sind physikalisch irrelevant).
Und welche Geschwindigkeit hätte der?
Das liegt wie immer im Auge des Betrachters. ;)
Ich wähle v=0 -> "Links" von mir ist alles leer und "rechts" von mir bewegt sich alles von mir weg (je weiter entfernt, um so schneller) -> Das kosmologische Prinzip wäre durchbrochen. Deshalb fragte ich:
Wie geht das "kinematische Modell" damit um?
Was sehe ich falsch (Wie vermeidet das kinematische Modell die mit der Vorstellung einer Explosion einhergehende Problematik der "ersten Welle" / "vordersten Teilchen")?
Zitat von Timm
Wenn man weitere Anschubser ausschließt, sollte das Universum dann nicht gebremst expandieren und irgendwann kollabieren?
Nein, es sollte sich dann mit irgendwann verschwindender Geschwindigkeit weiter ausdehnen, aber nicht kollabieren.
Also gebremste Expansion in alle Ewigkeit.
Bloß um sicherzugehen, dass wir uns hier nicht permanent missverstehen: Wenn du vom "kinematischen Modell" sprichst, dann meinst du hoffentlich eine Beschreibung in möglichst statischen Koordinaten (das meine zumindest ich). In dieser Beschreibung bewegen sich die Galaxien voneinander weg. Es wirkt aber auch Gravitation. Und die Wirkung der DE ist nunmal abstoßende Gravitation. Das wird nicht irgendwie simuliert oder anderweitig erzeugt, man muss explizit DE als Gravitationsquelle berücksichtigen.
Man sollte besser von einem quasikinematischen Modell sprechen (Relativbewegung + Gravitation). Wenn ich Dich nun richtig verstehe, braucht man in diesem Modell neben dem erstmaligen Anschubser bei der Inflation zu einem viel späteren Zeitpunkt (vor 5-6 Mrd Jahren) ein permanentes Anschubsen (um in diesem Bild zu bleiben) um die beobachtete beschleunigte Expansion zu modellieren. Ursache ist abstoßende Gravitation.
Dann dürfte den ersten Anschubser ebenfalls abstoßende Gravitation verursacht haben, aber nur sehr kurz wirksam. Na ja, ist reine Spekulation.
Marco Polo
05.02.12, 13:05
Also gebremste Expansion in alle Ewigkeit.
Genau. Es braucht keinen weiteren Schub. So ähnlich wie bei der Fluchtgeschwindigkeit. Ist diese erreicht oder gar überschritten, folgt der Körper einer Parabel- oder gar Hyperbelbahn und wird nimmer gesehen.
Die Gravitation nimmt ja schliesslich mit zunehmender Entfernung umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes ab, wird also immer geringer.
p.s. der Begriff Fluchtgeschwindigkeit wird oft missverstanden. Oft liest man, dass eine Rakete ebendiese erreichen muss um das Erdgravitationsfeld verlassen zu können, was natürlich Unsinn im Quadrat ist.
Gruss, MP
Hi Marco,
Genau. Es braucht keinen weiteren Schub. So ähnlich wie bei der Fluchtgeschwindigkeit.
ja doch irgendwie schon, zumindest einen weiteren, oder nicht? Wenn man davon ausgeht, die Expansionsgeschwindigkeit nimmt erst seit 5-6 Milliarden Jahren wieder zu, dann kann dies nicht auf einen einzigen "Urschwung" zurückzuführen sein.
Dann müsste man doch entweder eine kontinuierlich beschleunigte Expansion feststellen, von Anfang an bis Jetzt, wir würden uns also, durch den gewaltigen "Urschwung" verursacht, noch in der Beschleunigungsphase befinden, ganz analog wie bei einer Gewehrkugel, die mehr oder weniger gerade abgefeuert wurde, oder wir müssten eben gebremste Expansion beobachten, dann hätten wir die Beschleunigungsphase schon hinter uns.
Offensichtlich kommt man mit einem "Urschwung" allein nicht aus. Ich denke, soweit ich das beurteilen kann, benötigt man dann also mindestens zwei.
Wie Timm auch spekuliert, könnte es natürlich die gleiche Ursache sein, die zu Beginn "anschubste", und die, die seit/vor fünf bis sechs Milliarden Jahren anschubst(e).
Grüße, AMC
P.S.:
Ich empfinde es als merkwürdig, anzunehmen, zu Beginn gab es einen temporären Schubser, und "mittendrin" nocheinmal. Welches "Etwas" soll den da "kurz mal" schubsen? Es liegt für mein Empfinden wesentlich näher zu schließen, dass es sich hierbei um einen grundlegenden Wesenszug unserer Raumzeit handelt, welcher kontinuierlich vorhanden ist, und sich in Abhängigkeit von den sich ergebenden Ereignissen mal so oder anders darstellt. Und diesen grundlegenden Wesenszug zu verstehen, scheint mir eines der wichtigsten Rätsel und Schlüssel für neue Physik zu sein. Da kommt man IMHO mit Newton irgendwann auch nicht mehr weiter ;)
Es ist doch irgendwie offensichtlich, dass sich viele Probleme daraus ergeben, nicht zu verstehen was Gravitation eigentlich genau ist, und wie die Körper ihre Masse erhalten. Dies zu verstehen wird IMHO auch dazu führen zu verstehen was es mit der Dunklen Materie und Energie auf sich hat. Und warum der Raum zwischen Körpern mal abnimmt, und mal zunimmt. Dann werden wir übrigends auch genauer verstehen, wie die Begriffe Raum und Zeit eigentlich zu verstehen sind ... Z. hat gesprochen :)
Hallo AMC,
Wie Timm auch spekuliert, könnte es natürlich die gleiche Ursache sein, die zu Beginn "anschubste", und die, die seit/vor fünf bis sechs Milliarden Jahren anschubst(e).
Es sieht so aus. Etwas genauer betrachtet ergibt sich der 2. Anschubser aus der Deutung der DE als die berühmte Einsteinsche kosmologische Konstante lambda, die man hinnehmen müßte wie andere Naturkonstanten auch. Die Materie verdünnt sich bei der Expansion, lambda aber nicht, sodaß irgendwann letztere die Oberhand gewinnt und die Expansion anschubst. Das lambda CDM Modell mit Omega_lambda = 0.7 und Omega_Materie = 0.3 stimmt mit den Beobachtungen bestens überein.
Vielleicht haben ja beide abstoßend wirkenden Energien eine gemeinsame Wurzel: das Inflatonfeld, das die inflationäre Expansion angetrieben haben soll und die DE. Kleine Hoffnungen hier weiter zu kommen gibt es von der Schleifenquantengravitation.
Gruß, Timm
Marco Polo
05.02.12, 16:06
Hallo abc, ;)
ja doch irgendwie schon, zumindest einen weiteren, oder nicht? Wenn man davon ausgeht, die Expansionsgeschwindigkeit nimmt erst seit 5-6 Milliarden Jahren wieder zu, dann kann dies nicht auf einen einzigen "Urschwung" zurückzuführen sein.
von einem völlig unmotivierten zweiten Schwung auszugehen, macht eher wenig Sinn, wenn du mich fragst.
Vielmehr dürfte es sich so verhalten, wie von Timm beschrieben, denke ich.
Diese "Quintessenz" oder von mir aus "Dunkle Energie" wird schon immer da gewesen sein. Aber sie scheint halt zunehmend Überhand zu gewinnen, da sich ja die Dichte des Universums ständig verringert.
Grüsse, Marco Polo
Diese "Quintessenz" oder von mir aus "Dunkle Energie" wird schon immer da gewesen sein.
Ich sehe "Dunkle Energie" als den Dachbegriff für das Phänomen der beschleunigten Expansion. Eine Deutung wäre die als "Kosmologische Konstante", eine andere die als "Quintessenz", die man im Unterschied zu Ersterer als zeitlich und räumlich variabel annimmt.
Vielleicht versteht man irgendwann das Vakuum besser und kann daraus eine zur Beobachtung passende abstoßende Wirkung ableiten.
Gruß, Timm
Guten Abend zusammen!
Aus http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_g03.html#grav:
[...] Das astronomische Beobachtungsfaktum ist eine beschleunigte Expansion des Kosmos. Im Standardmodell der Kosmologie wird das durch die Existenz der Dunklen Energie erklärt (Alternativen werden im Eintrag Dunkle Energie aufgezeigt).
Das Besondere an der Dunklen Energie ist ihre Zustandsgleichung, weil sie einen negativen Druck aufweist. Das klingt recht unphysikalisch, aber vermag die Beobachtungen erstaunlich gut zu erklären. Der so genannte w-Parameter liegt laut astronomischen Beobachtungen nahe bei w = -1. Damit wird aus einer ganzen Palette von Modellen für Dunkle Energie ein bestimmtes von der Natur offensichtlich bevorzugt, und zwar die kosmologische Konstante, die niemand Geringeres als Einstein 1917 eingeführt hat. Sie hat gerade den passenden w-Parameter - und sie variiert zeitlich nicht, was ebenfalls zu aktuellen Beobachtungen an weit entfernten, explodierenden Weißen Zwergen passt. Eine solche Zustandsgleichung sorgt für eine Expansion des Universums, die als Antigravitation aufgefasst werden darf. Denn Dunkle Energie wirkt der Gravitation entgegen. Anhand der Friedmann-Gleichung kann man zeigen, dass zu späteren Entwicklungsepochen hin, der Einfluss der antigravitativen Dunklen Energie gewinnt. Die aktuelle Datenlage sagt eine ewige und immer schnellere Expansion des Universums voraus. Am Ende steht ein kalter Kosmos, in dem vermutlich nur noch Schwarze Löcher (mit unterschiedlichen Massen und Drehimpulsen) und vielleicht noch Schwarze Zwerge existieren.
Dann müsste man doch entweder eine kontinuierlich beschleunigte Expansion feststellen, von Anfang an bis Jetzt,
Ohne Gravitation ohnehin, mit Gravitation ist es einzig abhängig von der Energiedichte der baryonischen Materie in der betrachteten Ausgangs-Sphäre.
Es ist doch irgendwie offensichtlich, dass sich viele Probleme daraus ergeben, nicht zu verstehen was Gravitation eigentlich genau ist
? Du hast doch selbst schon die diesbezüglich konsistente Antwort gegeben.
[...] eine andere die als "Quintessenz", die man im Unterschied zu Ersterer als zeitlich und räumlich variabel annimmt.
Inwieweit kennst Du Dich mit der Theorie der Quintessenz aus, Timm?
Kannst Du mir evtl. die Frage <hier> (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1693) beantworten?
Hallo abc, ;)
Wo du immer diese Witze her hast ... :)
p.s. der Begriff Fluchtgeschwindigkeit wird oft missverstanden. Oft liest man, dass eine Rakete ebendiese erreichen muss um das Erdgravitationsfeld verlassen zu können, was natürlich Unsinn im Quadrat ist.
Kannst du dies für mich bitte nochmal kurz verdeutlichen. THX.
Grüße, AMC
? Du hast doch selbst schon die diesbezüglich konsistente Antwort gegeben.
Was meinst du?
Grüße, AMC
Hi amc:
Was meinst du?
Hast Du das geschrieben oder nicht?
Und warum der Raum zwischen Körpern mal abnimmt, und mal zunimmt.
Da steht die absolut richtige Antwort.
Gruß
SCR
P.S.: Zur Fluchtgeschwindigkeit stelle Dir am Besten zwei ponderable Objekte in einem ansonsten materiefreien, stationären Universum vor, die sich mit einem beliebigen v<c gleichförmig geradlinig zueinander bewegen (Und evtl. zusätzlich: Google einmal nach "Exzessgeschwindigkeit").
Hast Du das geschrieben oder nicht?
Hab ich mir gedacht, dass du dies meinst. Aber warum nun nimmt der Raum mal zu und mal ab? Einfach zu sagen, Gravitation liegt dann vor, wenn der Raum zwischen Körpern abnimmt, ist ja so, wie zu sagen, eine Erkältung ist das, was ich habe, wenn ich huste oder niese. hatschi ...
Meine Aussage klärt ja nicht z.B. die Frage, ob sich Gravitation quantisieren lässt, und wenn ja wie, oder warum möglicherweise prinzipiell nicht. Und wer weist den Teilchen die Masse zu, wenn Herr Higgs (möglicherweise) bald in den Ruhestand gehen sollte?
Grüße, AMC
Aber warum nun nimmt der Raum mal zu und mal ab?
Der macht das nicht, wie er gerade lustig ist - Sieh' genau hin:
Raumexpansion = Anti-Gravitation ->
Gravitation = ?
"Materie krümmt den Raum" -> Materie tritt mit "dem Raum" in Wechselwirkung (= Nahwirkung)
"Materie folgt den Krümmungen des Raums" -> "Der Raum" tritt mit Materie in Wechselwirkung (= ebenfalls Nahwirkung)
(Nix Graviton welches zwischen zwei Massen wechselwirkt: Das wäre nämlich nicht mehr Einstein sondern eindeutig ein Rückfall zu Newton)
Denkst Du, man kann die Raumexpansion "abschirmen"? (Und wie war das noch einmal in dem Punkt mit der Gravitation?)
...
-> Du bist dran. :)
Gute N8!
Ich meinte das globale Geschehen mit Entfernungen sehr viel größer als eine Milliarde Lichtjahre. Im Nahbereich sind gravitative Pekulariar-Bewegungen (Newtonsche Dynamik) zu beobachten. Global spielen diese Bewegungen keine Rolle mehr, dann ist nur noch die Vermehrung des Raumes zwischen den Galaxien für die Universum-Expansion maßgebend.
Ich meine keineswegs Pekuliarbewegung. Die Expansionsgeschwindigkeit bei 1 GLy beträgt ~22000 km/s, das sind ~7% der Lichtgeschwindigkeit. Da kann man nocht ganz gut mit Newton rechnen.
Ich empfinde es als merkwürdig, anzunehmen, zu Beginn gab es einen temporären Schubser, und "mittendrin" nocheinmal.
Und ich finde es merkwürdig, wie du auf sowas kommst. Ich habe das geschrieben:
Nach Standardmodell ist von der Inflation - dem Ursprungskick - ein kleines bisschen übriggeblieben, die Dunkle Energie. Und seit ~6 Mrd. Jahren hat sich die andere, bremsende Materie so stark verdünnt, dass netto eine Beschleunigung bleibt.
Marco Polo
06.02.12, 16:56
p.s. der Begriff Fluchtgeschwindigkeit wird oft missverstanden. Oft liest man, dass eine Rakete ebendiese erreichen muss um das Erdgravitationsfeld verlassen zu können, was natürlich Unsinn im Quadrat ist.
Kannst du dies für mich bitte nochmal kurz verdeutlichen. THX.
Die Fluchtgeschwindigkeit gilt ja nicht für Objekte mit eigenem Antrieb, also z.B. Raketen. Mit einer Rakete kann ich das Erdgravitationsfeld mit beliebig kleiner Geschwindigkeit verlassen.
Schiesse ich aber ein Objekt ohne eigenen Antrieb von einer Abschussvorrichtung ab, dann wird es das Erdgravitationsfeld für immer verlassen, wenn dessen Geschwindigkeit beim Start mind. Fluchtgeschwindigkeit beträgt.
Gruss, MP
Inwieweit kennst Du Dich mit der Theorie der Quintessenz aus, Timm?
Mit den Spekulationen, die sich um die Quintessenz ranken, habe ich mich nicht befasst. Ich bezweifle, daß man einer Theorie sprechen kann,
Gruß, Timm
Und ich finde es merkwürdig, wie du auf sowas kommst. Ich habe das geschrieben:
OK, mein Fehler. Ein wenig merkwürdig erscheint mir das Ganze aber trotzdem - tut ja aber auch nichts zur Sache. :)
Grüße, AMC
Die Fluchtgeschwindigkeit gilt ja nicht für Objekte mit eigenem Antrieb, also z.B. Raketen. Mit einer Rakete kann ich das Erdgravitationsfeld mit beliebig kleiner Geschwindigkeit verlassen.
Schiesse ich aber ein Objekt ohne eigenen Antrieb von einer Abschussvorrichtung ab, dann wird es das Erdgravitationsfeld für immer verlassen, wenn dessen Geschwindigkeit beim Start mind. Fluchtgeschwindigkeit beträgt.
Ok, verstanden. Bei den Raketen muss dann, genauer gesagt, eine bestimmte Geschwindgkeit erreicht worden sein, wenn der Schub endet.
Grüße, AMC
Ok, verstanden. Bei den Raketen muss dann, genauer gesagt, eine bestimmte Geschwindgkeit erreicht worden sein, wenn der Schub endet.Mal was zur Fluchtgeschwindigkeit amc:
http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=57227&postcount=56
Gruß EMI
Mal was zur Fluchtgeschwindigkeit
Danke EMI !
Grüße, AMC
Guten Morgen zusammen!
Die dunkle Materie ist Bestandteil des ΛCDM-Modells: Sie stützt sich im wesentlichen auf Beobachtungen, welche (angeblich) von den Messvorhersagen der ART abweichen.
Eine (IMHO recht gute) zusammenfassende Darstellung kann z.B. diesem Artikel hier entnommen werden: Existence and nature of dark matter in the universe; Virginia Trimble; Annual review of astronomy and astrophysics; S. 425ff; 1987 (http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1987ARA%26A..25..425T&data_type=PDF _HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf).
Wohl bekannteste diesbezügliche Feststellung:
Nach dem Dritten Keplerschen Gesetz und den Gravitationsgesetzen müsste die Rotationsgeschwindigkeit der äußeren Bereiche von Galaxien abnehmen. Sie bleibt jedoch konstant oder steigt sogar an, siehe Rotationskurve.
Dies legt die Vermutung nahe, dass es in der Galaxis Masse gibt, die nicht in Form von Sternen, Staub oder Gas sichtbar ist, eben Dunkle Materie.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Dunkle_Materie.png/330px-Dunkle_Materie.png
EDIT:
Hier wurde offensichtlich sogar bereits der Beweis für die dunkle Materie erbracht: http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,432863,00.html
Irgendwelche Einwände?
Irgendwelche Einwände?
:rolleyes:
Nun - Wenn nicht von jemandem von hier dann zumindest von anderer Seite:
In den letzten Jahren wurde das ΛCDM-Modell wiederholt angezweifelt und alternative Modelle vorgeschlagen, wie beispielsweise die bereits 1983 vorgestellte Modifizierte Newtonsche Dynamik nach Mordehai Milgrom. Die Ergebnisse einer 2010 unter Federführung von Pavel Kroupa veröffentlichten internationalen Studie stellten erhebliche Abweichungen von astronomischen Beobachtungen zu den Annahmen der Modells fest. So entsprechen etwa Leuchtkraft und Verteilung von Satellitengalaxien der Lokalen Gruppe nicht den Erwartungen. Kroupa sieht in den erhobenen Daten eine so starke Kollision mit der CDM-Theorie, dass "diese nicht mehr zu halten scheint".
-> Local-Group tests of dark-matter Concordance Cosmology: Towards a new paradigm for structure formation; P. Kroupa, B. Famaey, K. S. de Boer, J. Dabringhausen, M. S. Pawlowski, C. M. Boily, H. Jerjen, D. Forbes, G. Hensler, M. Metz; 06.10.2010 (http://xxx.uni-augsburg.de/PS_cache/arxiv/pdf/1006/1006.1647v3.pdf) (Abstract):
Predictions of the Concordance Cosmological Model (CCM) of the structures in the environment of large spiral galaxies are compared with observed properties of Local Group galaxies. Five new most probably irreconcilable problems are uncovered. However, the Local Group properties provide hints that may lead to a solution of the above problems The DoS and bulge--satellite correlation suggest that dissipational events forming bulges are related to the processes forming phase-space correlated satellite populations. Such events are well known to occur since in galaxy encounters energy and angular momentum are expelled in the form of tidal tails, which can fragment to form populations of tidal-dwarf galaxies (TDGs) and associated star clusters. If Local Group satellite galaxies are to be interpreted as TDGs then the sub-structure predictions of CCM are internally in conflict. All findings thus suggest that the CCM does not account for the Local Group observations and that therefore existing as well as new viable alternatives have to be further explored. These are discussed and natural solutions for the above problems emerge.
(Hervorhebungen von mir)
Gegebenenfalls ergänzend:
- Pressemitteilung der Universität Bonn vom 10.06.2010: Studie weckt massive Zweifel an Existenz Dunkler Materie - Beobachtungen weisen darauf hin, dass es die rätselhafte Substanz nicht gibt (http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/158-2010)
- Online-Zeitung der Universität Wien vom 18.11.2010: Dunkle Materie in der Krise (http://www.dieuniversitaet-online.at/beitraege/news/dunkle-materie-in-der-krise/69.html)
- Spektrum der Wissenschaft, 23.07.2010: Das kosmologische Standardmodell auf dem Prüfstand (http://www.wissenschaft-online.de/artikel/1039977)
- ...
Guten Morgen zusammen!
Aus dem bereits in Beitrag #2 verlinkten Thread http://www.scienceforums.net/topic/58872-is-the-expansion-of-the-universe-limited-to-voids/:
Besides disregarding the cosmological constant, it is model independent.
A somewhat comprehensive description can be found on Ned Wright's Cosmology Tutorial - Part 2 (http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_02.htm) with the paragraph that begins "We can compute the dynamics of the Universe".
If you want to know if an area of space will eventually collapse or continue to expand indefinitely, mark the area as a sphere. Measure the radius of the sphere -- r, and the velocity of the edge of the sphere compared to the center -- v, and solve:
http://www.scienceforums.net/latex/img/d0e60094ea0f28eadbdf2f9a6241a510-1.png
That will be the critical density. If it is greater than the measured average density of the sphere (mass / volume) then it will continue to expand.
I like that Iggy - but surely that only works when you can assume isotropy and homogeneity. Of course on a small scale this is not a valid assumption and one cannot use shell theorem and others to simplify matters.
The large sphere that fits between andromeda and the milky way may well have a calculated critical density far greater than the measured mass/volume - but it ain't gonna expand because of the milky way and andromedaI agree. That is a good counterexample.
(Hervorhebungen von mir)
Nach dem Dritten Keplerschen Gesetz und den Gravitationsgesetzen müsste die Rotationsgeschwindigkeit der äußeren Bereiche von Galaxien abnehmen. Sie bleibt jedoch konstant oder steigt sogar an, siehe Rotationskurve.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Dunkle_Materie.png/330px-Dunkle_Materie.png
In singulärer Betrachtung einer "Galaxien-Sphäre" scheinen diese beobachteten Rotationsgeschwindigkeiten tatsächlich mysteriös.
Beachtet man allerdings obige Argumentation von imatfaal und kehrt sie bei ihrer Anwendung auf den hier vorliegenden Sachverhalt lediglich in ihrer Logik um (Die betreffenden Galaxien sind von "Leerer-Raum-Sphären" umgeben, deren Energiedichte unter dem kritischen Wert liegt, folglich expandieren und dadurch "Druck" auf die in ihrem Zentrum liegenden Galaxien ausüben) - Dann könnte sich die dunkle Materie ja eventuell als überflüssig erweisen ... :rolleyes:
Auf kleineren Skalen betrachtet ließe sich womöglich auch die Pioneer-Anomalie auf exakt denselben Effekt zurückführen:
Der Effekt fiel um 1980 auf, als die Raumsonde Pioneer 10 die Uranusbahn überquert hatte und etwa 20 Astronomische Einheiten von der Erde entfernt war. Es wurde beobachtet, dass die Sonde mit einer konstanten Beschleunigung aP unbekannter Herkunft von (8,74 ±1,33) · 10−10 m/s² zur Sonne hin abgelenkt, also abgebremst wird.
Denn diese Begründung der Anomalie ...
Als Ursache gilt eine anisotrope Wärmeabstrahlung
... kann bei sachgerechter Prüfung ohnehin nicht ernsthaft in Betracht gezogen werden (Details siehe http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1920).
Hi, wer hat sich denn solchen Blödsinn ausgedacht:
Negativer Druck?
Warum nicht auch eine negative Temperatur, die unter 0 Grad Kelvin liegt.
Vielelicht habe ich aber auch eine negative Größe. mein Dupel wandert mit mir unter der Erde.
Alles Blödsinn!
Die expansionistische Ausdehnung des Weltalls beruht darauf, dass unser kleines sichtbares Weltall in einem Netz von Universen eingeschlossen ist.
Nach dem Urknall, was immer es war, es war eine gewaltige Explosion. Mit jeder Explosion wird Materie vom Explosionsherd weggetrieben. Damit wird der Raum verdünnt und das ungestörte Netz der Universen beginnt das kleine sichtbare Weltall auseinanderzuziehen und dies bewirkt eine Beschleunigung.
Auch das Weltall scheint keine Hexerei zu sein. Vieles läßt sich mit menschlicher Logik erklären und bedarf weder einer negativen Energie noch einer negativen Masse, welche sich selbst abstößt, noch einer Vakuumenergie. Wo nichts ist, kann auch nichts herkommen. Oder gar der hochtrabenden Theorie, dass Zeit Raum darstellt.
Grüß an den menschlichen Verstand
Nabla
Marco Polo
22.07.12, 13:36
Warum nicht auch eine negative Temperatur, die unter 0 Grad Kelvin liegt.
Zur Info: Die Temperatureinheit "Grad Kelvin" wird seit ca. 45 Jahren nicht mehr benutzt.
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