Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

[Knut Hacker]

Zitat von Bauhof

Bewegung des Raumes
Die Objekte, die sich im diesem "bewegten Raum" befinden, ruhen. (Siehe hierzu auch "Mitbewegtes Bezugssystem").
b]Kosmischer Ereignishorizont[/b]
. Die Photonen eines Lichtsignals kommen nicht schnell genug gegen die durch die Universum-Expansion resultierende Raumausdehnung an. Ab einer bestimmten Entfernung kann das Licht nicht mehr so schnell "rennen", als dass es uns je erreichen könnte.
Mitbewegtes Bezugssystem (Komobiles System)
Im Friedmann-Modell ergibt sich die Wahl des Bezugssystems als das Koordinatennetz, das zusammen mit dem Galaxiensystem expandiert. Die Galaxien befinden sich relativ zu diesem Netz in Ruhe. Ein solches System wird mitbewegtes Bezugssystem genannt.

Mitbewegung mit der Expansion (Ruhe) oder Hinterherhinken hinter der Expansion? Siehe die fett gedruckten Stellen.
In dem von mir oben gegebenen Link heißt es dagegen:
"Es ist zu berücksichtigen, dass sich das Universum weiter ausgedehnt hat, während sich das Licht vom Beobachtungs-Horizont zu uns bewegt hat (bereits zurückgelegte Strecken sind nachträglich länger geworden)."

Darf ich auch noch einmal an meine Frage zum Verhältnis Flachheit des Universums/Krümmung der Raumzeit erinnern?

[Bauhof]

Zitat von Knut Hacker

Darf ich auch noch einmal an meine Frage zum Verhältnis Flachheit des Universums/Krümmung der Raumzeit erinnern?

Hallo Knut Hacker,

deine Frage hatte ich bereits beantwortet, indem ich den Tippfehler in meinem Beitrag korrigiert habe.

Siehe hier: http://www.quanten.de/forum/showpost...30&postcount=3

M.f.G. Eugen Bauhof

[Harti]

Hallo Eugen Bauhof,

da Du ja ausdrücklich um Nachfragen bittest, erlaube ich mir mal eine.

Aus der kosmischen Rotverschiebung des Lichts wird auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen.

Beschleunigung muss nun allerdings nicht immer in einer Erhöhung der Geschwindigkeit auf einer Geraden bestehen, sie kann auch in einer Richtungsänderung bei gleichbleibender Geschwindigkeit bestehen ( Beispiel:Schwerkraftwirkung in einem gleichförmig rotierenden Himmelslabor).
Wenn nun das Universum in seiner Gesamtheit gekrümmt ist und das Licht eine gekrümmte Bahn durchläuft, kann dies auch als Beschleunigung gedeutet werden und die Rotverschiebung wäre mit der Krümmung des Raumes erklärbar. Ein beschleunigte Ausdehnung des Universums wäre bei dieser Interpretation der kosmischen Rotverschiebung nicht mehr feststellbar.
Gibt es Wissenschaftler, die diese Auffassung vertreten, oder ist es Blödsinn, was ich mir ausgedacht habe ?

MfG
Harti

[Bauhof]

Zitat von Harti

Aus der kosmischen Rotverschiebung des Lichts wird auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen.

Hallo Harti,

aus der kosmischen Rotverschiebung wurde zunächst mal gar nicht auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen, sondern nur auf eine Expansion schlechthin.

Früher glaubte man sogar, dass diese Expansion insgesamt bis heute durch die Massen abgebremst wird.

Auf eine Beschleunigung der Expansion wurde duch zusätzliche Beobachtungen geschlossen.

M.f.G. Eugen Bauhof

[Timm]

Zitat von Knut Hacker

Mitbewegung mit der Expansion (Ruhe) oder Hinterherhinken hinter der Expansion? Siehe die fett gedruckten Stellen.

In dem von mir oben gegebenen Link heißt es dagegen:
"Es ist zu berücksichtigen, dass sich das Universum weiter ausgedehnt hat, während sich das Licht vom Beobachtungs-Horizont zu uns bewegt hat (bereits zurückgelegte Strecken sind nachträglich länger geworden)."

Zwischen den beiden Aussagen besteht kein Widerspruch, Knut, falls Du das vermutest.

"Mitbewegt" bezieht sich auf Materieansammlungen, die gravitativ gebunden sind. Ein Galaxienhaufen ist so eine Ansammlung. Die dazugehörigen Galaxien driften nicht als Folge der Expansion des Universums auseinander, weil der gravitative Zusammenhalt stärker ist.

Licht hingegen ist nicht mitbewegt, es breitet sich im Wettstreit mit der Expansion aus. Ähnliches gilt für Neutrinos und Gravitationswellen,

Gruß, Timm

[Harti]

=Bauhof;56089
aus der kosmischen Rotverschiebung wurde zunächst mal gar nicht auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen, sondern nur auf eine Expansion schlechthin.
Auf eine Beschleunigung der Expansion wurde duch zusätzliche Beobachtungen geschlossen.

Hallo Eugen Bauhof,

die Annahme einer beschleunigten Bewegung ist für die Beantwortung meiner Frage nicht erforderlich. Eine kräftefrei Bewegung kann sowohl geradlinig wie auch auf einer gekrümmten Bahn vorgestellt werden; Beispiel für Letzteres (angenähert) die Satelliten im Orbit, bei denen sich Zentripetalkraft (ich bin mir nicht sicher, ob es nich Trägheit heißen muss) und Gravitation weitgehend aufheben.

Ich will versuchen, meine Frage anhand des Luftballonmodells zu erläutern.

Auf der Ballonoberfläche wird von einem Objekt Licht zu mir ausgesandt und ich stelle durch die kosmische Rotverschiebung des Lichtes fest, dass sich die Distanz zwischen mir und dem Objekt vergrößert hat. Wenn sich das Licht geradlinig ausgebreitet hat, muss der Luftballon sich in dem Zeitraum, den das Licht bis zu mir brauchte, ausgedehnt haben; wenn sich das Licht auf der Oberfläche gekrümmt zu mir bewegt hat, kann ich nur schließen, dass sich die Distanz zwischen mir und dem aussendenden Objekt ohne Ausdehnung des Luftballons vergrößert, wir uns mit anderen Worten innerhalb des geschlossenen Systems auseinander bewegen.

Meine Frage lautet deshalb:

Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?

MfG
Harti

[JoAx]

Hallo Harti!

Zitat von Harti

Beschleunigung muss nun allerdings nicht immer in einer Erhöhung der Geschwindigkeit auf einer Geraden bestehen,

Hier wird ja nicht von einer Beschleunigung eines Körpers gesprochen. In diesem Fall gibt es nur lineare Beschleunigung, so zu sagen. Der Raum kann statisch sein = "Ruhe", gleichmässig expandieren = "+v", gleichmässig kontrahieren = "-v", beschleunigt expandieren = "+a", beschleunigt kontrahieren = "-a". Es ist ein eindimensionaler Fall, so zu sagen. Da gibt es kein zu einem auf einer Kreisbahn bewegten Objekt analoges Verhalten.

Zitat von Harti

Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?

Die Frequenz selbst gibt hier keine Antwort. Beim Nachweis der Lichtablenkung durch die Sonne hat man festgestellt, dass der Stern an der "falschen" Stelle zu sehen war. Bei den Grossen Skalen ist das kein geeignetes Mittel. Da analysiert man das Abbild eines grösseren Gebietes des Universums. Sehen wir diesen "grösser", als dieses sein sollte, so zu sagen, dann hat die Raumzeit, während das Licht zu uns unterwegs war, beschleunigt kontrahiert (global positiv gekrümmt). Sieht es dagegen "kleiner" aus, hat es eine beschleunigte Expansion gegeben (global negativ gekrümmt).


Gruss, Johann

[Timm]

Zitat von Harti

Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?

Diese Unterscheidung gibt es nicht, Harty. Licht nimmt immer den Weg, für den es die kürzeste Zeit benötigt. Auch im Ballon-Modell steht Licht nur ein Weg zur Verfügung, der auf dem Großkreis. Möglicherweise schwebt Dir die Abkürzung in Form einer Sekante vor. Dazu müßte das Licht das Universum verlassen.

Gruß, Timm

[Knut Hacker]

Zitat von Bauhof

Hallo Knut Hacker,

deine Frage hatte ich bereits beantwortet, indem ich den Tippfehler in meinem Beitrag korrigiert habe.

Siehe hier: http://www.quanten.de/forum/showpost...30&postcount=3

Hallo Bauhof,
deine Antwort hatte ich schon gelesen und daher auch Anlass für deine Korrektur gegeben.
Für mich bleibt aber noch die Frage,ob die Entdeckung der "Flachheit" des Universums deshalb, weil sie eine großskalige Krümmung der Raumzeit lediglich nicht ausschließt und lediglich lokale Krümmungen in Materienähe unberührt lässt, die ART erschüttert,die ja definitiv von einer universalen Krümmung der Raumzeit ausgeht.

[Bauhof]

Zitat von Knut Hacker

Hallo Bauhof,
deine Antwort hatte ich schon gelesen und daher auch Anlass für deine Korrektur gegeben. Für mich bleibt aber noch die Frage,ob die Entdeckung der "Flachheit" des Universums deshalb, weil sie eine großskalige Krümmung der Raumzeit lediglich nicht ausschließt und lediglich lokale Krümmungen in Materienähe unberührt lässt, die ART erschüttert,die ja definitiv von einer universalen Krümmung der Raumzeit ausgeht.

Hallo Knut Hacker,

die ART kann dadurch nicht erschüttert werden, denn eine mögliche universale Krümmung der Raumzeit ist nur eine Option der ART bei einer bestimmten Parametrisierung der kosmologischen ART-Gleichungen.

Was ich lediglich zum Ausdruck bringen wollte: In der Literatur wird oft aus der beobachteten Flachheit sofort auf die entsprechende Topologie des Universums geschlossen. Und das halte ich für falsch, weil die jetzige Messgenauigkeit eine globale (universale) Krümmung = Null nicht hergibt.

Außerdem ist eine Krümmung k = 0 höchst unwahrscheinlich, weil es unendlich mehr Möglichkeiten mit k < 0 und k > 0 gibt.

M.f.G. Eugen Bauhof

P.S
So ähnlich ist das auch mit dem Problem der Planetenbahnen. Warum sind die Planetenbahnen nicht exakt kreisförmig? Antwort: Weil es nur eine Kreisform giibt, aber unendlich viele verschiedene Ellipsenformen.