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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #41  
Alt 09.11.17, 23:55
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 4.998
Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Ist es also so, dass also die Rotverschiebung (weit entfernter Galaxien von uns) nur aufgrund des Dopplereffektes herrührt...?
Nein. Kein Dopplereffekt. Den gibt es nur lokal.

Zitat:
Oder erfährt das Photon während des Durchlaufen des expandieren Raumes auch eine Rotverschiebung? (Das meine ich gehört / gelesen zu haben)
Das Licht ferner Galaxien ist prinzipiell rotverschoben.

Zitat:
Anders gefragt: Heißt es die Raumausdehung findet zwischen den Atomen gar nicht statt oder nur vernachlässigbar nicht statt
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.
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  #42  
Alt 10.11.17, 00:48
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
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.
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
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  #43  
Alt 10.11.17, 06:38
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Registriert seit: 04.10.2014
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Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Aber wie gesagt: Nimmt die Expansionsrate drastisch zu, können auch gebundene Systeme der Expansion nicht mehr entgegen wirken.

Dann werden selbst Atomkerne zerrissen.
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.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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  #44  
Alt 10.11.17, 08:01
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
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Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Das ist der sogenannte Big Rip.
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.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #45  
Alt 10.11.17, 12:36
Timm Timm ist offline
Singularität
 
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Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen

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.
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”.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Ge?ndert von Timm (10.11.17 um 12:52 Uhr)
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  #46  
Alt 10.11.17, 16:23
Dedi Dedi ist offline
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Beitr?ge: 129
Standard 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.
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  #47  
Alt 10.11.17, 16:52
Ich Ich ist offline
Moderator
 
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Standard 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.
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  #48  
Alt 10.11.17, 17:36
Timm Timm ist offline
Singularität
 
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Beitr?ge: 3.165
Standard 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.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #49  
Alt 10.11.17, 23:42
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
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Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Dass sie ihr Licht gegenseitig rotverschoben sehen liegt daran, dass dessen Wellenlänge mit der Expansion mitgedehnt wird.
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
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  #50  
Alt 11.11.17, 10:38
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard AW: Raumkrümmung

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
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

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

Ge?ndert von Slash (11.11.17 um 10:41 Uhr)
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