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  "Thesen" und Fragen zur kosmischen Hintergrundstrahlung |
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follevahrt
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 |  Themenstart: 2012-11-15
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Hallo zusammen!
Ich habe mir in letzter Zeit ein paar Gedanken zur kosmischen Hintergrundstrahlung gemacht. Basierend auf meinen Überlegungen habe ich verschiedene "Thesen" aufgestellt, bei denen ich nicht sicher bin, ob sie so stimmen. Diese Überlegungen dienen nur der Festigung meines Verständnisses, dabei geht es nicht um irgendwelche anderweitig relevanten Dinge. Zudem enthalten sie teilweise Gedankenexperimente, die ebenfalls zu (meinem) Verständnis dienen sollen. Ich möchte euch bitten folgendes genau zu lesen, da ich Einschränkungen in der Betrachtungsweise getroffen habe... nicht das wir dann aneinander vorbei reden/schreiben:
Zunächst eine Skizze:
s14.directupload.net/file/d/3075/u7vegfbo_png.htm
EDIT (Rebecca): Bild eigefügt
Der rote Stern stellt den (theoretischen) Ort (zum Zeitpunkt t = 0) des Urknalls dar. Die Betrachtungsweise sei hier 1-dimansional, was zur Erleichterung des Verständnisses beitragen soll. Die schwarze Koordinatenachse x repräsentiert den Ort, also die Ausdehnung des Universums nach dem Urknall. Der blau markierte Abstand ist der räumliche Abstand des Beobachters zum Urknall in Lichtjahren (das wären vom heute gesehen ca. 13,7 Mrd. Lichtjahre). Der große orangene Pfeil soll die Flugrichtung der Photonen (= „Hintergrundstrahlung“) darstellen.
Wenn man sich nun anhand des Bildes den Ablauf des Urknalls verdeutlicht komme ich zu folgenden Schlüssen, bei denen ich nicht weiß ob sie korrekt sind:
1.
Da sich nichts schneller als das Licht bewegen kann, entfernt sich der Beobachter (grünes Rechteck) mit einer Geschwindigkeit < c vom Ort des Urknalls. Das bedeutet, dass die Strahlung, welche vom Urplasma ausgeht, den Beobachter stets einholt.
2. folgt aus 1.:
Die Photonen, welche den Beobachter einholen, sind die messbare Hintergrundstrahlung.
3.
Da sich das Urplasma im Laufe der Zeit abkühlt nimmt die Zahl der emittierten Photonen stetig ab. D.h. die messbare Hintergrundstrahlung nimmt im Lauf der Zeit ebenfalls ab.
4. aus 3 folgt:
Irgendwann verschwindet die kosmische Hintergrundstrahlung, bzw. ist so schwach, dass sie nicht mehr messbar ist. (Wobei dieser Zeitpunkt irgendwo in der Zukunft liegt)
5.
Theoretisch könnte das Urplasma jetzt schon „erloschen“ sein, also keine messbare Strahlung mehr emittieren. Da die Strahlung aber mit Lichtgeschwindigkeit reist dauert es mehrere Mrd. Jahre, bis die „letzten“ Photonen die Erde erreichen.
6.
Es gibt noch immer irgendwo im Universum den Ursprungspunkt, also den Ort des Urknalls, der womöglich noch immer strahlt. Angenommen man könnte ohne Zeitverlust zu dem Ort reisen, würde man dort das Urplasma finden, oder was davon übrig ist.
Neben diesen Thesen stellen sich mir noch Fragen:
a.
Den hier angenommenen 1-dimensionalen Fall vorausgesetzt und von anderen Strahlungsquellen sowie „Reflexionen“ abgesehen: Der Beobachter müsste in Richtung des rosa Pfeils die Hintergrundstrahlung messen können. In Richtung des hellgrünen Pfeiles aber nicht. Warum ist dann die Hintergrundstrahlung aus jeder Richtung messbar?
Danke für eure Hilfe
[ Nachricht wurde editiert von follevahrt am 15.11.2012 20:29:03 ]
[ Nachricht wurde editiert von Rebecca am 15.11.2012 20:42:08 ]
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Buri
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 | Beitrag No.1, eingetragen 2012-11-15
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\quoteon(2012-11-15 20:02 - follevahrt im Themenstart)
1. Da sich nichts schneller als das Licht bewegen kann, entfernt sich der Beobachter (grünes Rechteck) mit einer Geschwindigkeit < c vom Ort des Urknalls. Das bedeutet, dass die Strahlung, welche vom Urplasma ausgeht, den Beobachter stets einholt.
3. Da sich das Urplasma im Laufe der Zeit abkühlt nimmt die Zahl der emittierten Photonen stetig ab.
6. Es gibt noch immer irgendwo im Universum den Ursprungspunkt, also den Ort des Urknalls ...
\quoteoff
Hi follvarht,
danke für deine interessanten Fragen.
1. Richtig, natürlich ist dann auch 2. in Ordnung.
3. Weiß ich nicht.
Das Urplasma würde ich definieren als all das, was im Raum 3 Sekunden nach dem Urknall vorhanden war.
6. Nein, diese Annahme scheint mir grundsätzlich falsch.
Das Universum war am Anfang nur ein Punkt.
Nach 3 Sekunden entstand aus diesem Punkt meinetwegen das Urplasma, wenn du und andere das so nennen möchten.
Das, was wir heute vorfinden, ist das Entwicklungsergebnis eben dieses Urplasmas (oder, ganz einfach das Entwicklungsergebnis eines einziges Punktes).
Dieses Ergebnis ist über den gesamten Raum verteilt, es wäre meiner Ansicht nach ein Fehler, anzunehmen, dass man irgendwo den "Verursacher" dieses Ergebnisses, also das Urplasma, in diesem Raum ausfindig machen könnte.
Mit anderen Worten:
Der Verursacher ist gar nicht mehr da, oder wenn doch, dann ist er überall.
So ist meine Auffassung von Kosmologie.
Gruß Buri
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DrStupid
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| Beitrag No.2, eingetragen 2012-11-15
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\quoteon(2012-11-15 20:02 - follevahrt im Themenstart)
1. Da sich nichts schneller als das Licht bewegen kann, entfernt sich der Beobachter (grünes Rechteck) mit einer Geschwindigkeit < c vom Ort des Urknalls.
\quoteoff
Es gibt keinen "Ort des Urknalls". Der Urknall hat überall stattgefunden. Außerdem gibt es Orte, von denen sich der Beobachter aufgrund der Expansion des Universums mit Überlichtgeschwindigkeit entfernt.
\quoteon
Das bedeutet, dass die Strahlung, welche vom Urplasma ausgeht, den Beobachter stets einholt.
\quoteoff
Der Beobachter kann von Strahlung innerhalb seines sichtbaren Univerums "eingeholt" werden. Strahlung, die sich außerhalb seines sichtbaren Universums befindet, schafft das nicht.
\quoteon
2. folgt aus 1.:
Die Photonen, welche den Beobachter einholen, sind die messbare Hintergrundstrahlung.
\quoteoff
Das folgt zwar nicht aus 1., aber für diejenigen Photonen, die entstanden, als das Universum transparent wurde, trifft es trotzdem zu.
\quoteon
3. Da sich das Urplasma im Laufe der Zeit abkühlt nimmt die Zahl der emittierten Photonen stetig ab. D.h. die messbare Hintergrundstrahlung nimmt im Lauf der Zeit ebenfalls ab.
\quoteoff
Die Intensität der Hintergrundstrahlung nimmt nicht ab, weil sich seine Quelle abkühlt (die existiert schon lange nicht mehr) oder weil die Anzahl der Photonen abnimmt, sondern weil deren Wellenlänge wächst. Die Photonen werden quasi mit dem expandierenden Raum gedehnt.
\quoteon
4. aus 3 folgt:
Irgendwann verschwindet die kosmische Hintergrundstrahlung, bzw. ist so schwach, dass sie nicht mehr messbar ist. (Wobei dieser Zeitpunkt irgendwo in der Zukunft liegt)
\quoteoff
Das stimmt, obwohl es nicht aus 3. und 4. folgt.
\quoteon
5. Theoretisch könnte das Urplasma jetzt schon „erloschen“ sein, also keine messbare Strahlung mehr emittieren.
\quoteoff
Es ist ganz sicher erloschen, aber was daraus geworden ist, emittiert teilweise immer noch Strahlung - wenn auch keine Hintergrundstrahlung. Jedes Photon, das in Dein Auge fällt, wurde von Materie emittiert, die aus dem Urplasma entstanden ist.
\quoteon
Da die Strahlung aber mit Lichtgeschwindigkeit reist dauert es mehrere Mrd. Jahre, bis die „letzten“ Photonen die Erde erreichen.
\quoteoff
Das wird ewig dauern. Allerdings sind die Photonen am Ende auch unendlich rotverschoben.
\quoteon
6. Es gibt noch immer irgendwo im Universum den Ursprungspunkt, also den Ort des Urknalls, der womöglich noch immer strahlt.
\quoteoff
Der Ursprungspunkt des Universums liegt nicht im Raum, sondern in der Zeit. Räumlich war der Urknall über das gesamte Universum delokalisiert (immerhin ist letzteres dabei entstanden) und die Quelle der Hintergrundstrahlung hat das komplette Universum homogen ausgefüllt.
\quoteon
Angenommen man könnte ohne Zeitverlust zu dem Ort reisen, würde man dort das Urplasma finden, oder was davon übrig ist.
\quoteoff
Du bestehst daraus.
\quoteon
Den hier angenommenen 1-dimensionalen Fall vorausgesetzt und von anderen Strahlungsquellen sowie „Reflexionen“ abgesehen: Der Beobachter müsste in Richtung des rosa Pfeils die Hintergrundstrahlung messen können. In Richtung des hellgrünen Pfeiles aber nicht. Warum ist dann die Hintergrundstrahlung aus jeder Richtung messbar?
\quoteoff
Siehe oben: Die Quelle der Hintergrundstrahlung hat das Universum homogen ausgefüllt. Deshalb kommt die Hintergrundstrahlung auch weitgehend homogen aus allen Richtungen.
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Site
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 | Beitrag No.3, eingetragen 2012-11-15
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Hallo follevahrt,
als Kosmologe kann ich bestätigen, daß DrStupid in allen Punkten die korrekte und präzise Antwort gegeben hat. Deine sechs Thesen sind also allesamt falsch, bis auf 5: die Strahlung ist in der Tat erloschen.
Ich möchte kurz helfen, zu erklären, weshalb Du falsch liegst (DrStupid hat das meiste schon genannt):
A. Du vermischst Zeit und Raum. Das frühe Universum ist von uns zeitlich entfernt, nicht räumlich.
B. Du vermischst spezielle Relativitätstheorie mit allgemeiner Relativitätstheorie. Das Konzept der Relativgeschwindigkeit aus der speziellen Relativitätstheorie läßt sich nicht ohne weiteres auf die allgemeine Relativitätstheorie übertragen. Genaugenommen ergibt es keinen Sinn, in der allgemeinen Relativitätstheorie nach der Relativgeschwindigkeit zweier weit entfernter Objekte zu fragen (Relativgeschwindigkeit ist nur auf dem Tangentialraum definiert). Wenn man ungenau trotzdem von 'so was wie Relativgeschwindigkeit' spricht, kann eine solche Größe durchaus über der Lichtgeschwindigkeit liegen.
C. Die Hintergrundstrahlung wurde bei einer ganz bestimmten Plasmatemperatur emittiert. Hier gibt es also auch keine zeitliche Abkühlung. Als das Plasma heißer war, waren die Photonen gefangen. Als es gerade genügend abgekühlt war, wurden die Photonen alle emittiert. Die Übergangsphase ist relativ kurz. Daß die Strahlung heute kalt ist, hängt lediglich mit der Expansion des Universums zusammen.
Zusatz: Die kosmische Hintergrundstrahlung wurde etwa 400000 Jahre nach dem 'Urknall' emittiert.
Site
[ Nachricht wurde editiert von Site am 15.11.2012 23:16:50 ]
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Rebecca
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 | Beitrag No.4, eingetragen 2012-11-15
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Hi follevahrt,
deine Thesen sind mehr oder weniger alle falsch und beruhen auf zwei grundsätzlich falschen Annahmen (was ist der Urknall, Entstehung der Hintergrundstrahlung), von denen du ausgehst. Zu diesen beiden Punkten in Kurzform eine korrekte Darstellung:
Der Urknall war nicht eine Explosion im Raum, sondern eine Explosion des Raums. Er ereignete sich nicht an einem bestimmten Ort, von dem aus das Universum sich dann in eine schon vorher vorhandene Leere ausbreitete. Der Urknall war keine kosmische Bombe, die an einem bestimmten Ort detonierte, den wir nun als Explosionszentrum identifizieren könnten. Die Expansion des Universums beruht auf der Expansion des Raumes selbst, nicht auf der sich mit der Geschwindigkeit v < c vom Ort des Urknalls fortgeschleuderten Materie.
380.000 Jahre nach dem Urknall wurde das Universum durch die Kombination von Protonen und Elektronen zu neutralen Wasserstoffatomen durchsichtig. Die damals vorhandenen Photonen konnten daher in alle Richtungen entweichen und das Universum gleichmäßig erfüllen. Sie bilden die heute im Mikrowellenbereich sichtbare Hintergrundstrahlung. Die Hintergrundstrahlung wird nicht von einem einzelnen Objekt abgestrahlt, sondern erreicht uns von allen Seiten her gleichmäßig.
Eigene Thesen aufzustellen, ist sicher ein lobenswertes Unterfangen, ist aber zum Scheitern verurteilt, wenn man von falschen Voraussetzungen ausgeht. Ich würde dir empfehlen, dich aus seriösen Quellen (es gibt da viel haarstäubenden Unsinn im Internet) über das Standardmodell der Kosmologie sachkundig zu machen.
Gruß
Rebecca
[ Nachricht wurde editiert von Rebecca am 15.11.2012 23:34:31 ]
[ Nachricht wurde editiert von Rebecca am 19.11.2012 22:33:51 ]
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follevahrt
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| Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2012-11-16
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@ DrStupid
\quoteon(2012-11-15 22:49 - DrStupid in Beitrag No. 2)
Es gibt keinen "Ort des Urknalls". Der Urknall hat überall stattgefunden. Außerdem gibt es Orte, von denen sich der Beobachter aufgrund der Expansion des Universums mit Überlichtgeschwindigkeit entfernt.
\quoteoff
Ok, diese Geschwindigkeit > c müsste dann aber eine Relativgeschwindigkeit sein, oder wie kann ich mir das vorstellen?
\quoteon
Der Beobachter kann von Strahlung innerhalb seines sichtbaren Univerums "eingeholt" werden. Strahlung, die sich außerhalb seines sichtbaren Universums befindet, schafft das nicht.
\quoteoff
Warum schafft diese das nicht? Ich unterliege zurzeit der Vorstellung, dass ein Photon, wenn man von Hindernissen einmal absieht, jeden Ort erreichen kann - die Frage ist nur wann.
\quoteon
Das folgt zwar nicht aus 1., aber für diejenigen Photonen, die entstanden, als das Universum transparent wurde, trifft es trotzdem zu.
\quoteoff
Mit deiner Aussage, dass nur die Photonen aus dem sichtbaren Universum den Beobachter einholen können schließe ich daraus, dass die tatsächliche Hintergrundstrahlung höher sein muss, als das was wir messen können?
EDIT: ARGH... halt... diese Aussage setzt wieder auf meinen Ursprungsfehler auf, dass die Hintergrundstrahlung nicht gleichmäßig verteilt ist...
\quoteon
Die Intensität der Hintergrundstrahlung nimmt nicht ab, weil sich seine Quelle abkühlt (die existiert schon lange nicht mehr) oder weil die Anzahl der Photonen abnimmt, sondern weil deren Wellenlänge wächst. Die Photonen werden quasi mit dem expandierenden Raum gedehnt.
\quoteoff
Ok
\quoteon
Das stimmt, obwohl es nicht aus 3. und 4. folgt.
\quoteoff
Ich meinte, dass es aus 3 folgt, 4 war die Aussage. Mit dem bisher von dir erläuterten Dingen ist auch das nachvollziehbar.
\quoteon
Es ist ganz sicher erloschen, aber was daraus geworden ist, emittiert teilweise immer noch Strahlung - wenn auch keine Hintergrundstrahlung. Jedes Photon, das in Dein Auge fällt, wurde von Materie emittiert, die aus dem Urplasma entstanden ist.
\quoteoff
Ok, wie kommt man allgemein zu der Aussage, dass es mit Sicherheit erloschen ist?
\quoteon
Das wird ewig dauern. Allerdings sind die Photonen am Ende auch unendlich rotverschoben.
\quoteoff
Die Hintergrundstrahlung besteht also aus Photonen besteht, die das gesamte Universum „befüllen“ und sich darin bewegen. Müssten die Photonen, am Ende nicht „erloschen“ sein, also verschwinden, statt unendlich rotverschoben zu sein, oder ist „unendliche rotverschoben“ ein Synonym für „erloschen“?
\quoteon
Der Ursprungspunkt des Universums liegt nicht im Raum, sondern in der Zeit. Räumlich war der Urknall über das gesamte Universum delokalisiert (immerhin ist letzteres dabei entstanden) und die Quelle der Hintergrundstrahlung hat das komplette Universum homogen ausgefüllt.
\quoteoff
Ok, bei meiner Überlegung zum Ort habe ich versucht die Zeit über die Lichtgeschwindigkeit in einen Ort zu „überführen“. Allerdings unterlag ich zu diesem Zeitpunkt noch der falschen Annahme bezüglich des Urknalls als „kosmische Bombe“
\quoteon
Du bestehst daraus.
\quoteoff
Hab ich mittlerweile auch verstanden :)
@ Site
Danke, sehr informativ!
Zu A.:
Ich meine, dass ich Raum und Zeit auseinanderhalten kann, allerdings unterlag ich der Vorstellung, dass es zum Zeitpunkt des Urknalls schon „Raum“ gab, in dessen Ursprung, sozusagen, der Urknall stattfand. Daher auch die Fehler in den Thesen.
@ rebecca
\quoteon(2012-11-15 23:33 - Rebecca in Beitrag No. 4)
Eigene Thesen aufzustellen, ist sicher ein lobenswertes Unterfangen, ist aber zum Scheitern verurteilt, wenn man von falschen Voraussetzungen ausgeht. Ich würde dir empfehlen, dich aus seriösen Quellen (es gibt da viel haarstäubenden Unsinn im Internet) über das Standardmodell der Kosmologie sachkundig zu machen.
\quoteoff
Danke für die Erklärung der korrekten Zusammenhänge. Wie bereits in meinem Startpost erwähnt diente das Aufstellen der eigenen Thesen nur dazu mir die Zusammenhänge zu verdeutlichen, bzw. sie zu verstehen. Sie haben ihren Zweck doch auch erfüllt: Durch die darin enthaltenen Fehler und eure Richtigstellung habe ich die Zusammenhänge besser verstanden. Ich bin kein Physiker, sondern Ingenieur. Ich beschäftige mich nur aus Interesse damit und leider ist es schwer sich solche Sachverhalte klar zu machen, da entweder (wie du schon sagtest) Unsinn geschrieben wird oder es zu abstrakt gehalten ist… ich brauchs anschaulich ^^
Danke für eure Hilfe!
[ Nachricht wurde editiert von follevahrt am 16.11.2012 08:36:21 ]
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Rebecca
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| Beitrag No.6, eingetragen 2012-11-16
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Hi follevahrt,
\quoteon(2012-11-16 08:34 - follevahrt in Beitrag No. 5)
Ich bin kein Physiker, sondern Ingenieur. Ich beschäftige mich nur aus Interesse damit und leider ist es schwer sich solche Sachverhalte klar zu machen, da entweder (wie du schon sagtest) Unsinn geschrieben wird oder es zu abstrakt gehalten ist… ich brauchs anschaulich ^^
\quoteoff
Ich empfehle dir einen sehr lesenswerten Artikel „Der Urknall – Mythos und Wahrheit“ aus dem Heft 05/2005 von Spektrum der Wissenschaft.
Gruß
Rebecca
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DrStupid
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| Beitrag No.7, eingetragen 2012-11-16
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\quoteon(2012-11-16 08:34 - follevahrt in Beitrag No. 5)
Ok, diese Geschwindigkeit > c müsste dann aber eine Relativgeschwindigkeit sein, oder wie kann ich mir das vorstellen?
\quoteoff
Es ist die Ableitungen eines Abstandes nach der Zeit. Das sieht einer Geschwindigkeit zwar täuschend ähnlich, aber es ist keine.
\quoteon
Ich unterliege zurzeit der Vorstellung, dass ein Photon, wenn man von Hindernissen einmal absieht, jeden Ort erreichen kann - die Frage ist nur wann.
\quoteoff
Ob das möglich ist, hängt davon ab, wie sich der Raum ausdehnt. In einem Einstein-de-Sitter Universum würde es wohl gehen, aber in unserem beschleunigt expandierenden Universum kann das Photon nur Orte erreichen, die nicht zu weit entfernt sind und dieser Maximalabstand verkleinert sich auch noch.
\quoteon
Ok, wie kommt man allgemein zu der Aussage, dass es mit Sicherheit erloschen ist?
\quoteoff
Um nicht erloschen zu sein, müsste es zumindest noch existieren.
\quoteon
Müssten die Photonen, am Ende nicht „erloschen“ sein, also verschwinden, statt unendlich rotverschoben zu sein, oder ist „unendliche rotverschoben“ ein Synonym für „erloschen“?
\quoteoff
Photen verschwinden nur durch Absorption. Die unendliche Rotverschiebung ist zwar gleichbedeutend mit dem Erlöschen, aber das dauert unendlich lange.
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follevahrt
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| Beitrag No.8, vom Themenstarter, eingetragen 2012-11-17
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\quoteon(2012-11-16 19:15 - DrStupid in Beitrag No. 7)
Ob das möglich ist, hängt davon ab, wie sich der Raum ausdehnt. In einem Einstein-de-Sitter Universum würde es wohl gehen, aber in unserem beschleunigt expandierenden Universum kann das Photon nur Orte erreichen, die nicht zu weit entfernt sind und dieser Maximalabstand verkleinert sich auch noch.
\quoteoff
Wieso verkleinert sich der Maximalabstand? Müsste der sich bei einem beschleunigten Universum nicht vergrößern, oder verstehe ich das schon wieder falsch?
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Hans-Juergen
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Dabei seit: 31.03.2003
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 | Beitrag No.9, eingetragen 2012-11-17
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Das Universum
Wenn der Raum nur expandierte
und nichts wirklich explodierte:
gäb's dann einen Über-Raum?
Ohne den geht es wohl kaum.
Oder doch? Ich weiß es nicht. Mit Über-Raum meine ich etwas, in das hinein sich das Universum
ausdehnt.
Gewiß sind wir selber in ihm drin und können es physikalisch von außen nicht betrachten. Gedanklich aber könnten wir das schon. Es ist ähnlich (aber nicht genauso, das weiß ich wohl) wie beim Planetensystem: wir gehören ihm an und sehen es nicht von außerhalb. Trotzdem beschreiben wir es oftmals mathematisch so, als wäre dies der Fall.
In diesem Sinne ist der hier in die Diskussion geworfene Über-Raum, wenn es ihn denn gibt, etwas Gedankliches, das nur in unseren Köpfen "existiert" (die übrigens auch zum Universum gehören).
Vielleicht ist das Vorstehende auch Unsinn und ruft mehr oder weniger hochmütige oder ärgerliche Kommentare hervor – ich kann's verkraften. Am liebsten aber lerne ich etwas dazu, wenn es sachlich vorgetragen wird und ich es verstehe und es mich überzeugt.
Gruß,
Hans-Jürgen
[ Nachricht wurde editiert von Hans-Juergen am 17.11.2012 14:34:55 ]
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Ueli
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Dabei seit: 29.11.2003
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 | Beitrag No.10, eingetragen 2012-11-18
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\quoteon(2012-11-17 14:15 - follevahrt in Beitrag No. 8)
\quoteon(2012-11-16 19:15 - DrStupid in Beitrag No. 7)
Ob das möglich ist, hängt davon ab, wie sich der Raum ausdehnt. In einem Einstein-de-Sitter Universum würde es wohl gehen, aber in unserem beschleunigt expandierenden Universum kann das Photon nur Orte erreichen, die nicht zu weit entfernt sind und dieser Maximalabstand verkleinert sich auch noch.
\quoteoff
Wieso verkleinert sich der Maximalabstand? Müsste der sich bei einem beschleunigten Universum nicht vergrößern, oder verstehe ich das schon wieder falsch?
\quoteoff
Der Radius des sichtbaren Universums verkleinert sich tatsächlich immer mehr (wenn die Theorie stimmt). In vielen Milliarden Jahren werden wir also nur noch die Sterne und Galaxien der lokalen Gruppe sehen. Stark vereinfachend gesagt bewegen sich dann weiter entfernte Galaxien mit "Überlichtgeschwindigkeit" (siehe auch vorherige Beiträge zur Relativgeschwindigkeit) von uns weg und ihr Licht kann uns nicht mehr erreichen. Etwas genauer gesagt erreicht uns nur noch ihr Licht, dass sie früh genug ausgesendet haben, allerdings ist es dann stark rotverschoben und wird immer schwächer. Das ist so ähnlich, wie wenn sich ein schwarzes Loch bildet. Bei der beschleunigten Expansion schalten sich also immer mehr Lichter am Nachthimmel ab. (Von Auge werden wir nichts bemerken, da wir jetzt auch keine Galaxien sehen ausserhalb der Lokalen Gruppe, ich glaube Andromeda ist das weitest entfernte Objekt, welches wir ohne Hilfsmittel sehen)
Gruss Ueli
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follevahrt
Ehemals Aktiv
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Mitteilungen: 67
| Beitrag No.11, vom Themenstarter, eingetragen 2012-11-18
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ok dankeschön, ich glaube, dass ich das ansatzweise nachvollziehen konnte ^^.
@ Rebecca
Hast du eine Idee wie ich an diese Spektrum der Wissenschaft - Ausgabe komme? Taugt die Zeitschrift was, ich überlege mir gerade sie zu abonnieren.
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Site
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| Beitrag No.12, eingetragen 2012-11-18
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Hallo Hans-Juergen,
zwei kurze Anmerkungen zu Deiner Idee.
1. Zu einem festen Zeitpunkt kann man das Universum (gemäß ART) als dreidimensionale Mannigfaltigkeit beschreiben. Mathematisch gesehen kann eine Mannigfaltigkeit in einem größeren Raum eingebettet sein; so verstehe ich Dein Konzept des "Überraums". Es ist allerdings mathematisch ebenso möglich, die Mannigfaltigkeit ohne Einbettung in einen größeren Raum zu beschreiben. Dies mag für uns schwer vorstellbar sein, weil wir doch sehr in euklidischen Vorstellungen verhaftet sind. Dennoch ist es keineswegs unnatürlich. In der Physik würde man (Ockhams Rasiermesser) die einfachste Beschreibung bevorzugen, also die Existenz eines äußeren größeren Raums tendentiell ablehnen.
2. Der eigentliche Haken der Vorstellung liegt aber meiner Ansicht nach in der dreidimensionalen Sichtweise (ich verstehe Dich so, daß sich das Universum - als dreidimensionales Objekt - in einem "Überraum" ausdehnt). Die Raumzeit ist aber ein vierdimensionales Gebilde. Jeder Versuch, diese Raumzeit in dreidimensionale Scheiben zu schneiden, ist letztlich willkürlich. Im perfekt homogenen und isotropen Universum gibt es noch eine kanonische Möglichkeit, "Zeitpunkte" und damit dreidimensionale Scheiben zu definieren; so beschreibt man mathematisch ja schließlich auch die Expansion des Universums. Aber sobald die Raumzeit gestört ist (z.B. durch nicht homogen verteilte Materie), gibt es keine kanonische Weise mehr, die Mannigfaltigkeit in dreidimensionale Scheiben zu schneiden (das gehört zur "Eichfreiheit" der Störungstheorie in der Kosmologie). Katastrophal wird es dann, wenn man die Inflationstheorie ernst nimmt. Danach wäre unser einigermaßen homogenes Universum nur ein Ausschnitt. Weit außerhalb wäre das Universum sehr inhomogen. Kurzum: die vierdimensionale Struktur ist recht komplex, die Vorstellung von "Zeitpunkten" und damit von einem dreidimensionalen Raum wird sehr schwammig bzw. nicht haltbar.
Der 2. Punkt gilt ähnlich auch schon für die spezielle Relativitätstheorie. Dort würde jeder Beobachter den Minkowski-Raum in unterschiedliche Scheiben schneiden (Stichwort: Relativität der Gleichzeitigkeit).
Grüße
Site
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Rebecca
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| Beitrag No.13, eingetragen 2012-11-18
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\quoteon(2012-11-18 17:17 - follevahrt in Beitrag No. 11)
@ Rebecca
Hast du eine Idee wie ich an diese Spektrum der Wissenschaft - Ausgabe komme? Taugt die Zeitschrift was, ich überlege mir gerade sie zu abonnieren.
\quoteoff
Du kannst den Artikel als PDF über diesen Link für 1 Euro runterladen. Diese Zeitschrift ist wirklich gut, mein Vater hat sie seit Beginn (1978) abonniert, ich habe sehr viel daraus gelernt. Das Abo kostet 84 Euro pro Jahr (60 Euro für die Digitalversion). Als Abonennt kannst du alle bisher erschienenen Hefte kostenlos runterladen.
Gruß
Rebecca
[ Nachricht wurde editiert von Rebecca am 18.11.2012 19:54:12 ]
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follevahrt
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Mitteilungen: 67
| Beitrag No.14, vom Themenstarter, eingetragen 2012-11-18
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Ok, danke!
Ich hätte mal noch eine persönliche Frage an euch:
Seid ihr alle Physiker? Wie habt ihr es denn geschafft euch dieses Wissen im Studium "anzueignen"? Auf den ersten Bilck vllt eine merkwürdige Frage, das Studium ist schließlich dazu da. Ich meine damit aber: Aus Büchern,Skripten, etc? So ein komplexes Thema ist sicherlich nicth einfach zu durchblicken...
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Ueli
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Wohnort: Schweiz
| Beitrag No.15, eingetragen 2012-11-19
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Hi follevahrt,
es gibt hier sicher viele Physiker. Ich selbst bin Ingenieur. Mit jedem Jahr Matheplanet kann man sein Wissen in Physik oder Mathematik verdoppeln. Hauptsache man beginnt nicht bei Null.
Es gibt da übrigens einen thread:
Matheplanet » Mitgliederforum » Was macht ihr so? Viel Spass beim Lesen!
Gruss Ueli
[ Nachricht wurde editiert von Ueli am 19.11.2012 22:32:41 ]
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trunx
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 | Beitrag No.16, eingetragen 2012-11-19
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\quoteon(2012-11-17 14:31 - Hans-Juergen in Beitrag No. 9)
Das Universum
Wenn der Raum nur expandierte
und nichts wirklich explodierte:
gäb's dann einen Über-Raum?
Ohne den geht es wohl kaum.
Oder doch? Ich weiß es nicht. Mit Über-Raum meine ich etwas, in das hinein sich das Universum
ausdehnt...
\quoteoff
Dein Gedicht ist ganz witzig, allerdings inhaltlich, wie du ja selbst schon vermutet hast, nicht korrekt. Der Punkt ist wie Rebecca schon gesagt hat, dass der Raum etwas Gewordenes ist. Er explodiert nicht in etwas hinein, das schon Raum ist, sondern der Raum entsteht, wenn du dir das so vorstellen magst, aus Nichträumlichem. Der genaue Prozess dieser Raumentstehung ist noch unklar und daher auch dessen Beschreibung, ich persönlich denke da an die Topologie und die dort verschiedenen topologischen Räume, die ich mir gut als "Vorläufer"-Kandidaten für unseren heutigen sozusagen hochentwickelten metrischen Raum vorstellen kann. Man beachte aber, dass der Raum allein nicht betrachtet werden darf, sondern nur die Raumzeit insgesamt, was diese topologische Betrachtungsweise deutlich erschwert (Stichwort symplektische Topologie)...
bye trunx
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DrStupid
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| Beitrag No.17, eingetragen 2012-11-19
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\quoteon(2012-11-19 22:24 - trunx in Beitrag No. 16)
Er explodiert nicht in etwas hinein, das schon Raum ist, sondern der Raum entsteht, wenn du dir das so vorstellen magst, aus Nichträumlichem.
\quoteoff
Ich bevorzuge die Vorstellung, dass alle Lineale kleiner werden.
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trunx
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| Beitrag No.18, eingetragen 2012-11-19
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\quoteon(2012-11-19 22:31 - DrStupid in Beitrag No. 17)
\quoteon(2012-11-19 22:24 - trunx in Beitrag No. 16)
Er explodiert nicht in etwas hinein, das schon Raum ist, sondern der Raum entsteht, wenn du dir das so vorstellen magst, aus Nichträumlichem.
\quoteoff
Ich bevorzuge die Vorstellung, dass alle Lineale kleiner werden.
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Wenn sie da sind, ist das ja auch ok ;)
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Hans-Juergen
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Mitteilungen: 1501
Wohnort: Henstedt-Ulzburg
| Beitrag No.19, eingetragen 2012-11-20
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Hi Ueli, Site und trunx,
ich danke Euch für Eure Bemühungen, mir das Ganze verständlicher zu machen. So richtig begreifen werd' ich's wohl nie. Dazu fehlt es mir auch zu sehr an bestimmten mathematischen Kenntnissen wie z. B, symplektischer Topologie.
Viele Grüße,
Hans-Jürgen
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follevahrt hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
follevahrt hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt. |
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