Negativer Druck

[amc]

Zitat von Hawkwind

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.

[Ich]

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.

[amc]

Zitat von Ich

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.

Zitat von Ich

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

[Ich]

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.

[amc]

Zitat von Ich

Mag ich gar nicht, den Satz.

Ja, der Satz war unpräzise. Ist mir aber bewusst.

Zitat von Ich

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

[Ich]

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.

[JoAx]

Hallo Ich!

Zitat von 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

[Ich]

Ganz Unrecht hat SCR da imho nicht.

Wieso nicht?

[JoAx]

Zitat von Ich

Wieso nicht?

Wenn ich die Schwarzschildmetrik:



mit der FLRW-Metrik:



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]

Zitat von Ich

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?