Raumkrümmung
 

Bitte einmal gegenlesen ob ich das mit der Raumkrümmung richtig verstanden habe.

Ich benutze hier den Begriff Raumzeit, Zeit selber wird noch nicht betrachtet, es ist zur Unterscheidung zu dem was wir normal als Raum bezeichnen.

Ein Gummiband 10 cm unterteilt in jeweils 1 cm, einen Abschnitt von einem cm nehme ich für mich als Standort ein.Das Gummiband kann man jetzt ziehen um eine Änderungen in der Raumzeit darzustellen. Das Gummiband wird zwar länger in der Raumzeit aber für meinen Standort bleibt 10 mal ich als Länge Konstant.
Verlasse ich das Gummiband und schaue mir das ganze aus der Entfernung an.Ich kann nun beobachten das das Gummiband in der Raumzeit gedehnt wird, aber auch hier gilt die Länge des Gummibandes von 10 cm bleibt.
Auch wenn die Dehnung der Raumzeit nicht linear ist ändert nichts daran das die Entfernung immer die Gleiche bleibt.Wie auch immer an diesem Gummiband in der Raumzeit gezogen wird, die Entfernung von 10 cm bleibt.
Wenn die Entfernung aber immer gleich bleibt, was ändert sich durch einer Dehnung in der Raumzeit.
Erweitern wir das Modell auf Kreisfläche.Das Gummiband als Durchmesser.In der Mitte des Gummibandes eine Dehnung durch Gravitation. Die eigentliche Entfernung die das Gummiband darstellt wird dadurch nicht verändert.
Die Unterteilung des Gummibandes wird auf den Kreis übertragen, zur Kreismitte werden die Entfernungspunkte immer enger.Und doch hab ich aus meiner Sicht keine Veränderung von Entfernungen.
Die Raumkrümmung durch Gravitation verändert keine Längen,Flächen oder den Raum den wir als real ansehen.
Es muß hier auf das Koordinatensystem der Raumzeit geschaut werden, dann ist zu sehen das der Weg durch die Gravitation verändert wird. Der Weg mittendurch den Kreis wird durch Raumkrümmung länger als um den Kreis.Der Umfang des Kreises ist kleiner als pi*d , aber nur im Koordinatensystem der Raumzeit.

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Wenn du dich dafür interessierst, wäre mein Vorschlag, erst mal die Krümmung des Raums von der der Raumzeit zu unterscheiden.

Gekrümmter Raum bedeutet, daß der Umfang eines Kreises ungleich 2r*pi oder die Winkelsumme im Dreieck ungleich 180° ist.

Zur Krümmung der Raumzeit gibt es die beliebte Vorstellung eines aus Testpartikeln bestehenden Balls, der im Raum schwebt. Anfänglich sollen die Partikel relativ zueinander in Ruhe sein. Eine Veränderung des Balls gibt Aufschluss über die Krümmung der Raumzeit. Wächst er unter Beibehaltung der Kugelsymmetrie, expandiert der Raum. Verformt er sich zu einem Ellipsoid ohne Volumenveränderung, dann ist er in freiem Fall in einer statischen Raumzeit.
Ändert sich der Ball nicht (weder Volumen noch Form) ist die Raumzeit flach.

Die Dehnung eines Gummibandes beruht auf Gezeitenkräften. Diese zeigen Gravitation an, also Krümmung des Raums und der Raumzeit wie auch immer.

Vorsorglich meine Bitte an die Experten hier. Bitte nötigenfalls korrigieren.

Ich denke dieses Thema wäre bei Schulphysik gut aufgehoben.

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Gesagt getan :) .

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Genau das steht am Ende.

Ich denke es wird vielfach angenommen das Raumkrümmung etwas mit Mehr Weg erzeugen zu tun hat. Die Raumzeit hat ein eigenes Koordinatensystem und in diesem wird unser als Real empfundener Raum nur gestreckt bzw gezogen. Das Gummiband hat mir geholfen einen Unterschied von unseren Raum und den der Raumzeit zu erkennen.

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Man kann noch Streckenpunkte auf den Gummiband annehmem, entsprechend Flächenpunkte auf der Fläche bzw. Raumpunkte für unseren Realraum.
Die Raumpunkte werden durch Gravitation in dem Koordinatensystem der Raumzeit verschoben, deren Anzahl ändert sich dadurch nicht. Unser Realraum bleibt erhalten.

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Bleiben wir mal bei unserem expandierenden Universum, in dem sich die Galaxien voneinander entfernen. Es wird vielfach angenommen, daß sich der Raum zwischen ihnen dehnt oder "getreckt" oder "gezogen" wird. Denn es gibt ein Koordinatensystem in dem die Galaxien ruhen. Demnach sollte sich der Raum dehnen, wenn die Abstände zwischen ihnen zunehmen. Diese Folgerung ist allerdings physikalisch nicht zu rechtfertigen, Nichts dehnt sich nicht. Physikalisch sinnvoll ist, daß Expansion zunehmende Abstände bedeutet. Hier ist also problematisch, daß Koordinatensysteme auch in die Irre führen können.

Das Gummiband zeigt, daß sich Punkte auf ihm voneinander entfernen, wenn man es dehnt. Nur darauf kommt es an. Die Dehnung des Gummi auf den Raum zu übertragen als bestünde auch dieser aus einem dehnbaren Material ist falsch.

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Danke, mittlerweile glaube ich allerdings, daß es doch besser zu RT passen würde.

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@Dedi: Erlaube mit bitte die folgende allgemeine Bemerkung: Du hast mit diesem Thema den zweiten "großen Stützpfeiler" der modernen Physik für Dich entdeckt. Man kann ihn ganz allgemein mit "Geometrie" bezeichnen. Die Bezüge dieser eigentlich mathematischen Disziplin zur Physik sind allerdings relativ schwer zu ergründen. Wundere Dich also nicht, wenn Antworten auf sich warten lassen.

Um die Geometrie in der Physik sinnvoll nutzen zu können, muss man sich zuerst mit der gausschen Flächentheorie, später dann mit Differentialgeometrie und noch später dann mit riemannscher Geometrie vertraut machen. Vielleicht helfen Dir diese Begriffe schon mal etwas weiter um grundlegende Fragen mit Hilfe der Wikipedia oder Google zu klären.

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Aha :D .

Na, ich will erst mal sehen, welche Fähigkeiten Dedi als Autodidakt mitbringt.

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Das ist aber ganz schön gemein. Sich mal eben die DiffGeo beizubringen wird schwierig. :D

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Durch das Gummiband ist schonmal die Erkenntnis gekommen das der Realraum zwar aus Sicht der Raumzeit gedehnt bzw. gestreckt werden kann, Entfernungen im Realraum sich dadurch aber nicht verändern.
Aber wodurch ist die Größe des Universums zu erklären wenn Dehnung im Raum nicht für größere Entfernung verantwortlich ist.

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Ich hab zarte 50 Lebensjahre hinter mir, dazu fehlen mir einiges an Grundlagen, Realschule ist doch was anderes als Gymnasium. Und das ganze noch bei einem Thema das den Verstand recht anständig überfordert.Erwarte also nicht zuviel.

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Hallo Dedi,

mach es nicht so kompliziert. Stell Dir besser einen unabhängigen Maßstab neben dem Gummiband vor. Das Gummiband kann dann bei t=0 eine Länge von 10 cm haben und nach einiger Zeit dann auf die Länge 1m gedehnt werden usw. Auf dem Gummiband sind entweder Markierungen angebracht, die sich voneinander entfernen oder Punkte, die sich auf dem Gummiband bewegen können. Man veranschaulicht das gerne durch eine Ameise, die auf dem Band krabbelt.

Eine gute Beschreibung findest Du hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Ant_on_a_rubber_rope

Du brauchst für einen ersten Einstieg nur die Beschreibung, also die ersten paar Absätze des Artikels bis Punkt 1.

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Als erstes hab ich mich in das Koordinatensystem des Gummibandes begeben mit der Erkenntnis das zwar das Gummiband länger wird, aber auch der Abschnitt in dem ich mich befinde und damit habe ich egal wie lang das Gummiband wird eine Länge von 10 mal ich. Es wird aus meiner Sicht nicht länger.
Das Gummiband der Ameise wird für die Ameise länger und sie wird auch noch vom länger werdenden Gummiband bewegt und das sogar noch beschleunigt je weiter sie kommt.

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Man kann sich auch mit geringerer Vorbildung bis zu einem gewissen Grad in ein neues Wissensgebiet einarbeiten. Der Erfolg hängt von der Methode ab. Am besten kommt man voran, wenn man nachliest, zuhört und gezielte Fragen stellt. Deutlich schlechter, wenn man Behauptungen aufstellt und auf Reaktionen wartet. Und nicht, wenn man Erklärungen nicht zur Kenntnis nimmt. Diese falschen Behauptungen
sprechen leider für Letzteres. Wie unterscheidest du "Realraum" von Raum?

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Da es nur eine Wirklichkeit geben kann, ist hier wohl kein Unterschied.
Der erste Gedanke mit dem Gummiband auf das ich mich begebe und damit einer gleichen Raumkrümmung unterliege wie der Rest des Gummibandes, erscheint mir aber noch richtig.Auf einer Kreisfläche bezogen in der die Raumkrümmung zur Mitte hin zunimmt, würde das bedeuten das aus der Sicht vom Umfang eines Kreises in Richtung dessen Umfangs keine Längenunterschiede zu bemerken sind, aber durchaus in Richtung Kreismitte.

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"Länge" bezieht sich in der Physik allerdings nicht nur auf Koordinaten, sondern vor allem auf koordinatenunabhängige Definitionen. Ob das Gummiband nun länger wird oder nicht, hängt sicher nicht von irgendwelchen Markierungen auf dem Band ab, sondern davon, was mit dem Band gerade gemacht wird.

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Das Gummiband wird in die Länge gezogen.
Ich selber gehöhre zum System Gummiband und werde entsprechend der Dehnung des Gummibandes mit in die Länge gezogen.
Wenn das Gummiband bevor es in die Länge gezogen wird 10 mal so lang ist wie ich, ist es auch nachdem es länger gezogen wurde 10 mal so lang wie ich.

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Verstehe. Erste Experimente dazu gab es AFAIK schon im Mittelalter. Damals nannte man diese Messapparaturen noch "Streckbank" :eek: .

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Wenn ich diese diese Dehnung des Gummibandes durch Dehnung im Raum ersetzte, müßte ich dann nicht die gleiche Raumdehnung erfahren wie das System in dem ich mich befinde.

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Nein, weil ein Festkörper durch chemische Bindungskräfte zusammen gehalten wird. Diese Bindungskräfte sind wesentlich größer als die gravitativen Kräfte, die in der Kosmologie eine Rolle spielen. Die Expansion des Raumes machen nur Körper mit, die in Bezug zu diesem Raum als kräftefrei angenommen werden können. Das sind am ehesten die Galaxien als Ganzes.

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Nach meiner Kenntnis ist sogar erst bei Superhaufen die gravitative Bindung so schwach, daß sie an der Expansion teilnehmen.

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Hier fehlt mir Verständniß was Raumkrümmung bzw. Raumausdehnung wirklich bedeutet und warum nicht auch Atome sich in der Größe mit ändern.

Die Größe unseres Universums beruht darauf das die Abstände zwischen den Galaxien durch Ausdehnung im Raum größer werden. Wie wird neuer Raum erschaffen. Warum dieses auch noch beschleunigt, hier müßte doch Energie zugeführt werden.

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Stell dir ein Gummituch vor, auf das man verschiedene Objekte verteilt (meinetwegen Tischtennisbälle).

Jetzt zieht man an den Rändern das Gummituch auseinander. Der Abstand der Bälle vergrößert sich, während die Bälle selber nicht gedehnt werden.

Zurück zur Raumexpansion: die zerrt natürlich auch an den Atomen, ist aber auf kleinen Skalen viel zu schwach, um die Bindungsenergien zu überwinden. Selbst ganze Galaxien verändern dabei nicht ihre Form.

Nimmt die Raumexpansion aber in ferner Zukunft dramatisch zu, kann sich das ändern.

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Ich komm mit dem mehr werden von Entfernung nicht klar. Bei einer beschleunigten Expansion fehlt mir auch die Energie.

Wenn das Universum sich nicht ausdehnen sondern sich zusammen ziehen würde hätte man dann nicht auch eine Rotverschiebung und der Blick auf entfernte Galaxien würde ein früheres und größeres Universum zeigen.

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Stell Dir dazu einfach vor, dass die Galaxien vom Urknall her so viel Energie mitbekommen haben, dass sie sich heute noch voneinander entfernen. Wenn Du als Analogie einen Ball wirfst, so wird er auch erst mal losfliegen.

Aktuell wird das über den Zerfall des Raumes zu Vakuum erklärt.

Da hätte man dann eine Blauverschiebung des Lichtes. Es ist wie beim akustischen Dopplereffekt. Wenn sich die Quelle auf Dich zubewegt ist der Ton höher. Wenn sich die Quelle entfernt ist der Ton tiefer.

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Man schaut auf die Vergangeheit des Universums als es noch größer war, von der hat man sich entfernt.

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Ich kann diese Fragestellung nachvollziehen, bzw. hatte schon die gleiche Frage.

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Glaubst Du, dass das Universum kontrahiert?

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Ich bin hier in einem Bereich wo der Verstand nicht mehr so richtig mitmachen möchte.

Wenn ich hier das Modell mit dem Luftballon nehme und Luft ablasse wird er zwar kleiner aber es müssen ja die Abstände zu dem vorher größeren Ballon genommen werden. Und je weiter man in der Zeit zurückgeht umso größer werden diese Abstände.

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So kompliziert ist es zum Glück nicht. Der Meter wird in der Physik als Entfernung definiert, die das Licht in einer bestimmten (vergleichsweise kurzen) Zeit im Vakuum zurücklegt: https://de.wikipedia.org/wiki/Meter#...eschwindigkeit

Diese Definition kann auch in der Kosmologie verwendet werden.

EDIT: Wenn Du Dir nochmal den Luftballon vorstellst, so expandiert der "Raum", wenn Du den Ballon aufbläst. Der Abstand zweier aufgezeichneter Punkte vergrößert sich in diesem Fall. Der Abstand kann mit einem unabhängigen Meterband gemessen werden. Das "Meterband" ist in der Kosmologie nichts anderes, als das Licht, das eine gewisse Strecke abmisst.

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Alter des Universums ca.13,8 Mrd. Jahren
Durchmesser etwa 93 Milliarden Lichtjahren oder größer

Wenn sich die Galaxien mit Lichtgeschwindigkeit voneinander fortbewegen, dazu noch einmal die gleiche Entfernug durch Raumausdehnung hinzukommt ist die Größe des Weltalls immer noch zu groß, dafür müßten Geschwindigkeiten die Lichtgeschwindigkeit irgendwann überschritten haben.

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Genau das tun sie auch. Warum das kein Problem darstellt, kannst Du hier http://www.quantenforum.de/viewtopic.php?f=7&t=974 nachlesen.

AW: Raumkrümmung
 

Raum wird nicht erschaffen, er wird gedehnt/gestaucht wie bei einem Luftballon, Atome werden davon kaum beeinflusst, Photonen und auch Materie werden in ihren Bahnen abgelenkt.

Da mir eine Kugel etwas zu schwierig darzustellen ist, zwei Galaxien auf einer Kugel als zwei Punkte auf einem Kreis dargestellt werden können, hab ich mit einem 9 cm großen Kreis angefangen, für die 90 Mrd. Lichtjahre im Durchmesser. Darin einen Kreis mit 8 cm um etwas in der Vergangenheit darzustellen. Auf den äußeren Kreis einen Kreis mit 2 cm im Radius, damit habe ich auf beiden Kreisen einen Punkt mit einem Abstand von etwas über 20 Mrd. die beide Punkte können ja nicht mit einer Geraden verbunden werden. Ich weiß hier nicht ob der Durchmesser für die Entfernung mit einberechnet wird oder ob alleine die Differenz der beiden Kreisabschnitte zählt.
Wenn man das ganze vom Inneren Kreis aus betrachtet bleiben die Entfernungen die gleichen, damit sollte auch die Rotverschiebung bleiben, nur sieht man hier auf ein sich zusammenziehendes Universum.

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Hier wird häufig auf metric expansion verwiesen, was die Expansion allerdings auch nur beschreibt. Mehr läßt sich dazu wohl nicht sagen.

AW: Raumkrümmung
 

Hallo Timm,
danke für den Link.

D.h. konkret, man darf es nicht so vorstellen, das "alles" größer wird (also nicht die Größe der Elementarteilchen ändert sich, auch nicht die Größe der Atome).

Kann man dann sagen, dass ein theoretisches Lineal "aus Plastik" (also einer chemischen Verbindung, die letzten Endes durch molekulare Anziehungskräfte zusammengehalten wird), das sich über zwei, drei oder mehr Galaxien erstreckt, eine Verängerung aufgrund der Raumausdehnung nicht mitmachen würde?

VG
Slash

AW: Raumkrümmung
 

Genau.

So ist es.

AW: Raumkrümmung
 

Hallo Marco Polo,

danke für die Antwort.
Dann hatte ich es richtig verstanden.

Das ist natürlich interessant, da man sich fragen könnte, ob dann "Raum" zwischen den Galaxien / Teilchen "dazukommt" oder "gedehnt" wird.
Die Elementarteilchen scheinen auch unabhängig vom Raum leben zu können (?)
Oder das Konzept "Raum" ist anders, als man es sich vorstellt.

Betrifft die Expansion eigentlich nur den Raum oder die Raumzeit als Ganzes und wenn die Raumzeit als Ganzes, wie kann man sich die Expansion des Anteils der Zeit vorstellen?

Aber in jedem Fall danke für die schon gegebene Antwort.

VG
Slash

AW: Raumkrümmung
 

Per Definition geht es um die Zunahme der Entfernung weit voneinander entfernter Objekte im Raum. Nicht mehr, nicht weniger. Die Objekte (Galaxien, Sterne, Planeten, Atome) sind von dieser Expansion entkoppelt. Allerdings auch nur bis zu einem gewissen Grad. Nimmt die Expansion extreme Werte an, dann wars das mit der Entkopplung.

Die Zeit spielt hier natürlich auch eine Rolle. Siehe kosmologische Zeitdilatation.

AW: Raumkrümmung
 

Hallo Marco,

danke.

Ist es also so, dass also die Rotverschiebung (weit entfernter Galaxien von uns) nur aufgrund des Dopplereffektes herrührt und bei der weiteren Reise des Photons zu uns wirkt sich die Expansion nur so aus, dass es entsprechend später bei uns ankommt?

Oder erfährt das Photon während des Durchlaufen des expandieren Raumes auch eine Rotverschiebung? (Das meine ich gehört / gelesen zu haben)

Weil bei Letzterem hätte die Raumausdehung auch Auswirkung auf ein "kleines" Teilchen (z.B. auf ein Photon, in dem es nach und nach seine Frequenz ändert).

Vielleicht verstehe ich es auch nicht ganz richtig.

Anders gefragt: Heißt es die Raumausdehung findet zwischen den Atomen gar nicht statt oder nur vernachlässigbar nicht statt (im Prinzip wurde die Frage aber schon durch die Antwort mit dem Lineal beantwortet).

VG
Slash

AW: Raumkrümmung
 

Nein. Kein Dopplereffekt. Den gibt es nur lokal.

Das Licht ferner Galaxien ist prinzipiell rotverschoben.

Das kommt darauf an, wie du "findet statt" definierst.

Die Raumausdehnung ist überall. Hinreichend gebundene Systeme juckt das aber nicht. Nicht hinreichend gebundene Systeme auf grossen Skalen aber schon.

Tatsächlich findet die momentane Raumexpansion eher auf Skalen ab den Galaxien-Superhaufen statt.

Aber wie gesagt: Nimmt die Expansionsrate drastisch zu, können auch gebundene Systeme der Expansion nicht mehr entgegen wirken.

Dann werden selbst Atomkerne zerrissen.

AW: Raumkrümmung
 

Hallo Marco,

ok, danke. Wird etwas klarer.

D.h. die Gleichungen (z.B. für die Planetenbahnen) und physikalischen Konstanten (wie bspw. Gravitationskonstanten, etc.) gelten nach wie vor.
Der Raum dehnt sich aus, aber deshalb wird noch lange nicht die Umlaufbahn der Erde um die Sonne größer.

Bei hinreichend nicht gebundenen Systeme (einfach zu weit weg, so dass die Graviation keine Rolle mehr spielt), wird der Abstand größer.

VG
Slash

AW: Raumkrümmung
 

Das ist der sogenannte Big Rip. Dazu muss die dunkle Energie ein sehr spezielles Verhalten aufweisen. M.M.n. ist das eine sehr spekulative Annahme.

AW: Raumkrümmung
 

Ich denke, Marco ging es eher um einen prinzipiellen Zusammenhang zwischen der Expansion durch Gravitation und einem elektromagnetisch gebundenen System.

Diese Sichtweise wird z.T. durch die Dirac-Gleichung "mit Gravitation" gestützt. Meines Wissens nach taucht darin bei Verwendung der Robertson-Walker-Metrik beispielsweise auch die Hubble-Konstante auf.

AW: Raumkrümmung
 

Man nimmt an, daß Galaxienhaufen die größten gravitativ gebundenen Syteme sind, die nicht an der Expansion teilnehmen. Es ist aber nicht so, daß der Raum sich innerhalb solcher Syteme ausdehnt und relativ zu den Galaxien “fließt” ohne sie “mitzunehmen”. Die Vorstellung der Ausdehnung des Raums analog zu der einer Substanz ist falsch.
Man kann es sich etwa so vorstellen: Galaxienhaufen fallen in freiem Fall voneinander weg. Dabei nehmen ihre Abstände zu wie bei metric expansion dargelegt. Die Galaxien des Haufens nehmen daran nicht teil, weil sie gravitativ gebunden sind. Bei dieser Vorstellung erübrigt sich eine “Dehnung” des Raums”.

AW: Raumkrümmung
 

Wenn ich das Ballonmodell für das Universum nehme, worin unterscheidet man Ausdehnung im Raum von einer radialen Galaxienbewegung vom Mittelpunktes des Ballons aus. Der Raum zwischen den Galaxien auf der Ballonöberfläche wird in beiden Fällen größer.

AW: Raumkrümmung
 

Nehmen wir einige Teilchen mit vernachlässigbarer Masse in einiger Entfernung zueinander, gerne auch einige Millionen Lichtjahre.
Und dann gehen wir das Problem stufenweise an, störungstheoretisch sozusagen. Zuerst in einem (bis auf die Teilchen) leeren Universum, dann mit Masse, und dann auch noch mit dunkler Energie.
Leeres "expandierendes" Universum:
Auch ein leeres Universum ist eine Lösung der Friedmann-Gleichungen und kann expandieren. Natürlich ist ein leeres Universum gleichzeitig auch ganz normaler Minkowskiraum, wie er aus der SRT bekannt ist, wo gar nichts expandiert.
Wo ist dann also der Unterschied? Reine Ansichtssache!

Die besagten Teilchen könnten Relativgeschwindigkeiten zueinander haben, die proportional zu ihren jeweiligen Entfernungen sind. So etwas entsteht z.B. ganz automatisch, wenn diese Teilchen alle durch eine Explosion in irgendeinem bestimmten Punkt entstanden sind und seitdem kräftefrei durchs All schweben.

Dann kann man ein expandierendes Koordinatensytem finden, in dem diese Teilchen ruhen. Das wäre dann so eine Friedmann-Lösung. Dass sie sich trotzdem voneinander entfernen liegt in dieser Beschreibung daran, dass der Raum expandiert. Dass sie ihr Licht gegenseitig rotverschoben sehen liegt daran, dass dessen Wellenlänge mit der Expansion mitgedehnt wird.
Oder man nimmt kein expandierendes Koordinatensystem. Dann hat man ein normales Inertialsystem aus der SRT. In dieser Beschreibung entfernen sich die Teilchen aufgrund ihrer Relativgeschwindigkeit voneinander, und das Licht ist wegen des Dopplereffekts rotverschoben.
Das Resultat ist in beiden Fällen natürlich das Gleiche.

Jetzt denken wir uns noch zwei Teilchen dazu, die relativ zueinander ruhen in dem Sinne, dass Licht zwischen ihnen nicht rotverschoben ist. Was machen die mit der Zeit?

In expandierenden Koordinaten ist das schwierig zu verstehen und zu analysieren. Die Teilchen haben da eine Pekuliargeschwindigkeit, die der Expansion entgegengesetzt ist. Deswegen vergrößert sich ihre Entfernung nicht, sondern bleibt (Nur ungefähr - das ist nämlich äußerst verzwickt!) gleich. Ebeso entsteht durch die Pekuliargeschwindigkeit eine Doppler-Blauverschiebung, die die kosmologische Rotverschiebung gerade aufhebt. Man würde vielleicht erwarten, dass die Teilchen durch die Expansion mit der Zeit auseinandergezogen werden. Das genau zu rechnen ist sehr schwierig, da sind auch schon professionelle Physiker auf die Nase gefallen. Das Ergebnis ist aber, dass sich die Teilchen "gegen den Raumfluss" gerade so bewegen, dass ihre kombinierte Rotverschiebung immer Null bleibt. Warum das so ist, ist in dieser Rechnerei aber nicht wirklich nachvollziehbar.

Im Inertialsystem beschrieben ist die Aufgabe hingegen einfach: Es passiert natürlich gar nichts. Das Universum ist ja leer und beeinflusst die Teilchen in keinster Weise. Das ist unmittelbar einsichtig, wenn man kein expandierendes Koordinatensystem verwendet, denn dann gilt der Trägheitssatz:
"Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig geradlinigen Bewegung, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird." Die Teilchen ruhen zueinander, und daran ändert sich in Abwesenheit von Kräften nichts.

Ich möchte noch einmal herausstreichen, dass ich hier nicht von zwei physikalisch unterschiedlichen Szenarien spreche. Wir haben einfach zwei zueinander ruhende Teilchen im leeren Raum, Punkt. Man kann diese Situation nur in kosmologischer Sprechweise beschreiben und fällt damit ordentlich auf die Nase. Oder man beschreibt sie wie sonst üblich in den normalen Koordinaten, dann ist unmittelbar klar, was passiert.

Daraus folgt insbesondere, dass die Expansion des Universums zumindest in dieser Näherung keinerlei Effekt auf irgendwelche Teilchen hat. Sie werden nicht auseinandergezogen, und sie müssen also auch nicht gebunden sein, um einem solchen nichtexistenten Zerren etwas entgegenzusetzen. Ruhende Teilchen bleiben in Ruhe, weil keine Kräfte wirken. Mehr ist da nicht zu verstehen.

Zu den beiden nächsten Näherungsstufen schreibe ich hoffentlich bald etwas.

AW: Raumkrümmung
 

Der Beitrag ist super, wer dazu noch nachlesen möchte, kann ‘emty universe’ und ‘Milne Modell’ googeln. Damit hast Du mich in grauer Vorzeit auf Spur gebracht. Auf die nächsten freue ich mich, dann wird’s wirklich spannend.

AW: Raumkrümmung
 

D.h. das ein Photon mit gegebener Wellenlänge, wenn es (genügend weit und lange) durch diesen sich expandierenden Raum "fliegt", sich dessen Wellenlänge auch verlängert (expandiert)?

Verliert es dabei an Energie? Bzw. wie geschieht das?

VG
Slash

AW: Raumkrümmung
 

Habe jetzt etwas gefunden unterr

https://de.wikipedia.org/wiki/Rotverschiebung
Mit den unterschiedlichen Effekten / Ursachen:
- Rot- und Blauverschiebung durch relative Bewegung
- Gravitative Rot- und Blauverschiebung
- Kosmologische Rotverschiebung

Unter
https://de.wikipedia.org/wiki/Rotver...tverschiebung:
Die Expansion des Universums darf nicht so verstanden werden, dass sich Galaxien in der Raumzeit voneinander entfernen (Relativbewegung). Es ist der Raum selbst, der sich ausdehnt, die Galaxien werden mitbewegt. Gravitativ gebundene Objekte wie Galaxien oder Galaxienhaufen expandieren nicht, denn sie sind durch ihre Eigengravitation von der allgemeinen Expansionsbewegung (beschrieben durch die Friedmann-Gleichungen) entkoppelt. Dies gilt insbesondere auch für Objekte, welche sich innerhalb solcher gravitativ gebundener Systeme befinden (Sterne, Planeten), und auch für elektromagnetisch gebundene Systeme wie Atome und Moleküle. Einer elektromagnetischen Welle hingegen, die sich frei durch eine sich ausdehnende Raumzeit ausbreitet, wird die Expansionsbewegung direkt aufgeprägt: vergrößert sich die Raumzeit während der Laufzeit um einen Faktor n, so geschieht dies auch mit der Wellenlänge des Lichtes.

Warum ist das Photon nicht einfach nur länger unterwegs, sondern verändert auch seine Wellenlänge?
Was heißt in diesem Sinne "aufprägen"?

.....Eine kosmologische Zeitdilatation findet dennoch statt, da die später ausgesandten Photonen eines Objektes aufgrund der Expansion eine größere Wegstrecke zurücklegen müssen. Physikalische Prozesse erscheinen daher bei rotverschobenen Objekten (aus unserer Sicht) zunehmend verlangsamt abzulaufen.


Ist das evtl. die Erklärung, dass es mit Zeitdilatation zu tun hat?

VG
Slash