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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker

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  #11  
Alt 12.10.10, 10:23
Harti Harti ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von Knut Hacker Beitrag anzeigen
Zur Veranschaulichung mag ein Gummiband dienen. Man markiert darauf gewisse Abstände. Wenn man es schnell auseinanderzieht,wächst der Abstand zwischen den Markierungen weniger schnell.
Hallo Knut Hacker,
das von Dir eingangs gewählte Beispiel erscheint mir nicht unproblematisch.
Du hast zwar für beide Bewegungen (Gesamtgummiband und Gummibandabschnitt) ein gemeinsames räumliches Bezugssystem, das Gummiband, aber für zwei Bewegungen gibt es nach SRT kein gemeinsames zeitliches Bezugssystem (keine Gleichzeitigkeit). Folglich kann man nicht ohne weiteres annehmen, dass sich das Gesamtgummiband mit einer höheren Geschwindigkeit als das Teilgummiband ausdehnt.
Du unterstellst gewissermaßen die Existenz eines dritten Bezugssystems, das Dir die Gleichzeitigkeit für beide Bewegungen liefert und wegen der geringeren Strecke, die der Teilabschnit zurücklegt, zu einer geringeren Geschwindigkeit des Teilabschnittes führt.
Ich habe an anderer Stelle schon mal Zweifel geäußert, ob man aufgrund von Bewegungen von Objekten im Universum überhaupt Aussagen über die Bewegung des Universums in seiner Gesamtheit machen kann. Nach meiner Meinung muss man sich dafür ein übergeordnetes (gewissermaßen ausserhalb des Universums liegendes) Bezugssystem denken. Dies ist aber ein reines Gedankenkonstrukt und damit Glaubenssache.

MfG
Harti
  #12  
Alt 12.10.10, 17:59
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Hallo,JoAx,
Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Das Licht wurde in einer Entfernung von 10 Mrd. LJ. Nach deiner Logik muss es unabhängig vom Verhalten des Raumes auch 10 Mrd. Jahre unterwegs sein.
Das verstehe nun ich leider nicht!Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.Wir empfangen heute Licht,das in der Zeit der Entstehung der ersten Sterne ausgesandt worden ist (spätestens 800 Millionen Jahre nach dem Urknall).Es war also 13 Milliarden Jahre unterwegs.In diesem Zeitraum hat es eine Strecke von 13 Milliarden Lichtjahren zurückgelegt.In diesem Zeitraum hat sich aber auch die Erde - beziehungsweise die räumliche Position, die sie heute einnimmt, da sie damals ja noch nicht existierte - infolge der Expansion des Weltalls weiter von dem Stern entfernt, als sie damals entfernt war. Die Expansion hatte aber lediglich eine Geschwindigkeit, die unterhalb der Lichtgeschwindigkeit lag. Denn nach der Realitivitätstheorie kann diese Lichtgeschwindigkeit innerhalb der Raumzeit (anders als der Raum selbst) nicht überschritten werden und auch nicht innerhalb der Raumzeit erreicht werden,da diese sonst verschwindet (die Photonen sind raumzeitlos,sie haben weder eine Eigenzeit noch eine Masse).das heißt, dass das vor 10 Milliarden Jahren ausgesandte Licht eigentlich die Position, in der sich heute die Erde befindet, längst überholt haben müsste.Dem ist aber nicht so, da es erst heute auf die Teleskope auftrifft.
Die Lösung liegt wohl darin begründet - worauf hier bereits Bauhof hingewiesen hat (und ich auch eine entsprechende Auskunft durch Rüdiger Vaas in Erinnerung habe)- ,dass der Weltraum keine Topographie aufweist. Überall ist Mittelpunkt, von dem aus alle anderen Punkte wegstreben (ähnlich den Punkten, die man auf einen Luftballon zeichnet, wenn man diesen dann aufbläst; wobei diese Analogie zum vierdimensionalen, lokal gekrümmtenten Weltraum lediglich insofern hinkt,als das Loch zum Aufblasen nicht mit dem Urknall in Verbindung gebracht werden darf, da dieser überall war).Das Licht des frühen Sternes hat sich also in alle Richtungen ausgebreitet,konnte unbegrenzt unterwegs gewesen sein (da das Weltall nicht begrenzt ist, wenngleich es vermutlich endlich ist, welche Annahme aber neuerdings durch die Erkenntnis, dass das Weltall "flach" ist, erschüttert worden ist).Daraus folgt,dass es bei uns und überall und zu jeder Zeit von allen Richtungen her eintrifft ( als sogenanntes Hintergrundrauschen, da es durch die Expansion in den unsichtbaren niederfrequenten Bereich auseinandergezerrt worden ist)

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Jetzt nehmen wir an, dass sich die Entfernung in den ersten 5 Mrd. Jahre um 4 Mrd. LJ verkleinert hat.
Welche Entfernung soll sich verkleinert haben? Die Entfernungen haben sich doch durch die Expansion vergrößert

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Nach meinem Verständnis hätte das Licht jetzt nur noch 1 Mrd. LJ zu überbrücken, du sagst aber, dass es immer noch 5 Mrd. Jahre unterwegs sein sollte. Wie das denn?
Das Licht hatte eine Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren zu überbrücken,, wenn es 800 Millionen Jahre nach dem Urknall ausgesandt worden war (der Weltraum ist 13,8 Milliarden Jahre alt)

Ge?ndert von Bauhof (12.10.10 um 20:21 Uhr) Grund: Nur Zitate technisch richtiggestellt.
  #13  
Alt 12.10.10, 18:12
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Harti,
die Analogie mit dem Gummiband stammt von Einstein in dem von mir oben erwähnten Buch. Bei der Entwicklung der Relativitätstheorie war ihm die Expansion des Weltalls noch unbekannt.Die Analogie betrifft nicht die Geschwindigkeiten innerhalb der Raumzeit.Sie sollte verdeutlichen, dass die Relativitätstheorie,nach der nichts schneller als die absolute Lichtgeschwindigkeit sein kann,durch die Expansion des Weltalls, die die Lichtgeschwindigkeit übertrifft, nicht widerlegt ist. Denn sie gilt nur innerhalb der Raumzeit, nicht für die Raumzeit selbst. Das Gummiband sollte also die Raumzeit selbst darstellen, die Markierungen die Entfernungen in dieser.
  #14  
Alt 13.10.10, 00:13
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von Knut Hacker Beitrag anzeigen
Das Gummiband sollte also die Raumzeit selbst darstellen, die Markierungen die Entfernungen in dieser.
Ganz recht Knut. Das Gummiband liege vor uns, es ist heute vor ca. 13 Milliarden Jahren und das Universum ist 10 mal kleiner als heute. Nun malen wir in gleichen Abständen gelbe Pünktchen auf das Band (wir sind eines in der Mitte des Bandes) und markieren damit den Zeitpunkt des Zündens der ersten Sterne. Langsam wächst um jedes Pünktchen ein Lichthof, gleichzeitig ziehen wir das Band auseinander und lassen das Universum expandieren. Trotzdem erreicht uns das Licht vieler Sternsysteme, solange sie so nahe sind, daß die Lichtgeschwindigkeit die Expansionsgeschwindigkeit überschreitet.
Je weiter die gelben Pünktchen von uns entfernt sind, desto schneller entfernen sie sich. Die Gummiband Analogie zeigt das. Die Grenze des sichtbaren Universums ist da, wo Galaxien sich expansionsbedingt mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Jenseits dieses kosmischen Horizontes entfernen sie sich mit Überlichtgeschwindigkeit.

Gruß, Timm
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
  #15  
Alt 13.10.10, 18:48
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Hallo Timm!
Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
erreicht uns das Licht vieler Sternsysteme, solange sie so nahe sind, daß die Lichtgeschwindigkeit die Expansionsgeschwindigkeit überschreitet.
Das Licht überholt uns bei der Expansion des Alls aber doch auch, wenn wir nicht nahe der Lichtquelle sind(wir waren im Frühstadium des Alls ihr näher).
Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Je weiter die gelben Pünktchen von uns entfernt sind, desto schneller entfernen sie sich. Die Gummiband Analogie zeigt das.
das zeigen auch die Beobachtungen. Aber die Sternensysteme können sich im All nur bis unterhalb der Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Die Grenze des sichtbaren Universums ist da, wo Galaxien sich expansionsbedingt mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen.
Das können sie aber selbst bei bestem Willen nicht,da ihre Masse dann unendlich würde (weshalb ja die Photonen überhaupt keine Masse aufweisen).

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Jenseits dieses kosmischen Horizontes entfernen sie sich mit Überlichtgeschwindigkeit.
Das sichtbare Universum hat mit dem kosmischen Horizont nichts zu tun.es ist derjenige Teil, der zurzeit mit unseren technischen Mitteln beobachtbar ist.Das reicht fast bis zum UrKnall.einen Horizont im Sinne einer Beobachtungs Grenze gibt es nicht, da das Universum unbegrenzt ist (analog der Kugeloberfläche). Dass sich das Universum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, ist eine Extrapolation der messbaren Expansionsgeschwindigkeit in einen Bereich, der begrifflich sinnlos wird ("außerhalb" des Weltalls;"außerhalb" ist ein räumlicher Begriff und setzt daher den Raum voraus),aber sehr wohl mathematisch beschreibbar ist (frage mich nicht, wie!)
Mein Problem dabei ist, dass nach Gödel kein System sich selbst erklären kann, weil hierzu ein übergeordneter Standpunkt erforderlich wäre.Einen solchen übergeordneten Standpunkt, von dem aus das Universum selbst sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, legt man aber zu Grunde,wenn man von einer solchen Ausdehnung ausgeht.Aber da hilft wohl die Überlegung weiter, dass sich die Ausdehnung natürlich nicht in irgendetwas hinein erstreckt, sondern in sich geschlossen ist.
  #16  
Alt 13.10.10, 18:55
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von Knut Hacker Beitrag anzeigen
Das können sie aber selbst bei bestem Willen nicht,da ihre Masse dann unendlich würde (weshalb ja die Photonen überhaupt keine Masse aufweisen).
Nein. Wenn sich Galaxien aufgrund der Raumexpansion mit ÜLG von uns entfernen, dann widerspricht das nicht der RT und es treten auch keine relativistischen Effekte dabei auf.
  #17  
Alt 13.10.10, 19:16
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EMI EMI ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von Knut Hacker Beitrag anzeigen
Das sichtbare Universum hat mit dem kosmischen Horizont nichts zu tun.es ist derjenige Teil, der zurzeit mit unseren technischen Mitteln beobachtbar ist.
Das reicht fast bis zum UrKnall.einen Horizont im Sinne einer Beobachtungs Grenze gibt es nicht, da das Universum unbegrenzt ist (analog der Kugeloberfläche).
Doch den gibt es Knut Hacker,

es gibt einen optischen Horizont (ich denke Timm meinte diesen), welcher Beobachtungsmäßig unabhängig von derzeitigen technischen Möglichkeiten nie überschritten werden kann.

http://www.quanten.de/forum/showpost...3&postcount=10

Mit dem Urknall ist das anders, ob es den wirklich gab ist eine offene Frage.

Gruß EMI
__________________
Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen, und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst.
  #18  
Alt 13.10.10, 20:26
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Nein. Wenn sich Galaxien aufgrund der Raumexpansion mit ÜLG von uns entfernen, dann widerspricht das nicht der RT und es treten auch keine relativistischen Effekte dabei auf.
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.

Lediglich das Universum als solches dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus. Dies widerspricht deshalb nicht der Relativitätstheorie,da diese nur für Vorgänge innerhalb des Universums, also der Raumzeit, gilt. Die Galaxien können sich daher nicht mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Sie können sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, da sie hierfür wie das Licht(Photonen) masselos sein müssten und ohne Eigenzeit !
  #19  
Alt 13.10.10, 20:41
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
es gibt einen optischen Horizont (ich denke Timm meinte diesen), welcher Beobachtungsmäßig unabhängig von derzeitigen technischen Möglichkeiten nie überschritten werden kann.
Ich meinte "sichtbar" nicht wörtlich.Das Licht der fernen Sterne ist infolge der Expansion des Alls so niederfrequent, dass es nicht mehr gesehen werden kann.(Daher ist der Nachthimmel dunkel).Trotzdem kann dieses Licht natürlich heute technisch empfangen werden (sogenanntes Hintergrundrauschen).

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Mit dem Urknall ist das anders, ob es den wirklich gab ist eine offene Frage.
Natürlich gibt es keinen Urknall im wörtlichen Sinn.Big-Beng war eine wissenschaftsironische Bezeichnung aus der Nachkriegszeit.In der Relativitätstheorie spricht man von einer Singularität.Das heißt die Gleichungen verlieren in diesem Bereich ihre Aussagekraft wegen auftauchender Unendlichkeit. Ich habe oben ausgeführt, dass Stephen Hawking in seinem neuen Buch nunmehr aus quantenmechanischen Gründen endgültig davon ausgeht, dass die Raumzeit keinen Anfang hat.Das ist auch logisch, da Anfang ein Zeitpunkt ist, also die Zeit bereits voraussetzt, und vor dem Anfang nichts gewesen sein kann, da der Begriff des Vorher ebenfalls ein zeitlicher Vergleichsbegriff ist und daher die Zeit bereits voraussetzen würde. Es kann auch nichts außerhalb des Raumes geben, da der Begriff des Außerhalb ein räumlicher ist und daher den Raum voraussetzt. Es ist immer wieder überraschend, wie die neuen Erkenntnisse der Naturwissenschaften nur uralte philosophische und logische Erkenntnisse bestätigen.
Nicht nur der Wortbestandteil "-Ur", sondern auch der "-Knall" ist falsch, weil es sich nicht um eine Explosion handelte, nämlich nicht nur schon deswegen nicht, weil die Ausdehnung des Alls in nichts hinein erfolgt, sondern auch deswegen, weil sie sich beschleunigt, in jüngster Zeit sogar exponentiell, während sie sich bei einer Explosion verlangsamen müsste.

Ge?ndert von Knut Hacker (13.10.10 um 20:49 Uhr)
  #20  
Alt 13.10.10, 20:51
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit

Zitat:
Zitat von Knut Hacker Beitrag anzeigen
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.
Das nachfolgende Zitat belegt, dass ich deinen Beitrag offensichtlich doch richtig gedeutet habe:

Zitat:
Lediglich das Universum als solches dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus. Dies widerspricht deshalb nicht der Relativitätstheorie,da diese nur für Vorgänge innerhalb des Universums, also der Raumzeit, gilt. Die Galaxien können sich daher nicht mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Sie können sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, da sie hierfür wie das Licht(Photonen) masselos sein müssten und ohne Eigenzeit !
Eben nicht. Die Galaxien befinden sich ja innerhalb des Universums und damit innerhalb der Raumzeit. Und trotzdem können sie sich theoretisch mit ÜLG von uns entfernen.

Dieses Entfernen mit ÜLG entspringt ja nicht einer Bewegung durch den Raum, sondern wird durch die Raumexpansion verursacht. Daher mein Einwand. Vielleicht hast du dich aber auch nur ungenau ausgedrückt und wir meinen das Gleiche?

Ge?ndert von Marco Polo (13.10.10 um 21:10 Uhr) Grund: Tippfehler beseitigt
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