Forum: Offtopic Wirkt Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab?


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von Lars R. (lrs)


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"Wirken" sollte sie auf jedem Maßstab, aber sehen wir auf dem 
galaktischen Maßstab die Auswirkungen der Raumausdehnung als Effekt, 
weil auf diesem Maßstab die Gravitation bereits so schwach ist, dass 
Raumausdehnung als Effekt sichtbar wird?
Falls ja, erklärt dies die Rotationsgeschwindigkeiten in der 
Milchstraße?

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Frag den Kurt...

von Lars R. (lrs)


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Dirk J. schrieb:
> Frag den Kurt...

Setz doch mal an F(Gravitation)=F(Ausdehnung) und schau, was für 
gegebene Abstände oder für gegebene Massen heraus kommt.

Zugegeben, Kraft für Raumausdehnung ist weit her geholt, aber das ist 
die Kraft für Gravitation auch.

Ich lasse mich gern auf existierende Quellen verweisen, die einmal 
ausrechnen, wie sehr zwei Körper in einer Distanz von 100.000 
Lichtjahren aufgrund von Raumausdehnung "von einander weg gezogen" 
werden.

Vorzugsweise, indem die aufgrund der Rotverschiebung beobachtete, 
entfernungsabhängige Geschwindigkeit (= beschreibbar als Beschleunigung) 
angesetzt wird. Die gilt doch überall, auch dort wo aufgrund von 
Gravitation (oder noch stärkerer Kräfte) keine Rotverschiebung auftritt, 
oder?

von Lars R. (lrs)


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...so unanschaulich sollte es mit der Kraft jedoch nicht sein:

Angenommen, es existiere eine idealisierte, 500 Mpc lange, ultraleichte 
Stange, die trotz ihrer Länge nicht auseinander reißt. An das eine Ende 
einen Tennisball und an das andere Ende einen Tennisball. Welche Kraft 
wirkt aufgrund der Tennisbälle auf die Stange?

Nun sei an beiden Enden jeweils ein Planet befestigt. Die Planeten seien 
zunächst jeweils ortsfest im Raum aber zwischen beiden Planeten entsteht 
ständig neuer Raum. Dh, auf die Stange wirkt eine Zugkraft, die von der 
Masse der befestigten Gegenstände abhängt. Schließlich dehnt sich die 
Stange nicht mit aus (und reißt per Definition auch nicht), so dass die 
Planeten ständig beschleunigt werden müssen um ihre Positionen in 
Relation zu den Enden der Stange zu halten. Diese Beschleunigung ist aus 
dem Hubble-Diagramm ablesbar.

Nun sei der Abstand erheblich geringer als 500Mpc, die Gravitation wirke 
wesentlich oder sogar dominant und dafür gebe es keine Stange. Was nun?

Ich lese immer nur davon, dass die Raumausdehnung vernachlässigbar sei 
(zB Sonnensystem oder kleiner) oder dass die Gravitation 
vernachlässigbar sei (z.B. 500+x Mpc). Mir fehlt jegliche Beschreibung 
oder Bezeichnung von Maßstäben, in denen sowohl Gravitation als auch 
Raumausdehnung einen nicht vernachlässigbaren Einfluss haben. Zum 
Beispiel sei das eine 5% vom anderen oder beide Effekte in ihren 
Auswirkungen gleich groß.

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Lars R. schrieb:
> Wirkt Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab?

Ist doch egal, ob die Antwort ja oder nein ist. Was nützt Dir das 
Wissen?

von Lars R. (lrs)


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Dirk J. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Wirkt Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab?
>
> Ist doch egal, ob die Antwort ja oder nein ist. Was nützt Dir das
> Wissen?

Von Dir kommt ja doch nichts zum Topic, auch wenn ich Dir Deine Frage 
beantworten würde.

von M.A. S. (mse2)


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Dirk J. schrieb:
> Ist doch egal, ob die Antwort ja oder nein ist. Was nützt Dir das
> Wissen?
Raumausdehnung, is mir egal,
schlechte Bewerrung, is mir egal
egal, egal, is mir egal, egal...

Nee ernsthaft: wo steht geschrieben, dass Wissen immer 'was nutzen' 
muss?
Warum soll man sich nich einfach für etwas interessieren dürfen?

Zu Voltas Zeiten gehörte die Information, wie man eine Batterie baut, 
auch erstmal zu der Menge völlig unnützen Wissens, bis endlich 
Transistorradios und Vibratoren erfunden wurden.

von Max M. (jens2001)


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Dirk J. schrieb:
> Frag den Kurt...

Raider heisst jetzt Twix.
Und Kurt heisst jetzt Lars!

von M.A. S. (mse2)


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Max M. schrieb:
> Raider heisst jetzt Twix.
> Und Kurt heisst jetzt Lars!
...eine Möglichkeit, mit der man immer rechnen muss. Ich finde 
allerdings, man sollte jeder Stimme in seinem Kopf eine Chance geben 
(zumindest so lange, bis sie sich verhält wie sein Haupt-Pseudonym).
:)

von Migel C. (migelchen)


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Hallo Lars,

also ich kann deine Kritik über die "Offtopic"-Beiträge zwar verstehen, 
aber ich selbst verstehe auch nicht den Grund, warum du diesen 
elektronikfremden Thread hier öffnest und gefühlt nur ausschweifende 
"Topic"-Monologe führst.

Auch wenn die erste Anwort von Dirk J vielleicht bei dir nicht so als 
nützlich empfunden wurde, ist sie dennoch eine der konstruktivsten 
Antworten hier.
Denn genau der darin erwähnte "Kurt" ist der einzige, der vermutlich 
wirklich ernsthaftes Interesse an deinem Thema haben könnte.

Dieses Forum ist für diesen Fachbereich nicht geeignet, weil viele 
Menschen darin nur ihre unverrückbare Meinung zu nicht bewiesenen Thesen 
verbreiten und sich dann wundern, dass ihr Thread "nur" gesperrt wurde.
Ebenso aufgrund der Entfernung zu dem eigentlichen Forumsthemas 
"Elektronik" wollen und können viele Forumsmitglieder dir bei deiner 
_"Frage"_ nicht helfen.

An deiner Stelle würde ich mich an den besagten Kurt wenden und mit ihm 
darüber philosophieren. :)


Gruß
Migelchen

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> "Wirken" sollte sie auf jedem Maßstab, aber sehen wir auf dem
> galaktischen Maßstab die Auswirkungen der Raumausdehnung als Effekt,

Nein.

> weil auf diesem Maßstab die Gravitation bereits so schwach ist,

Nein.

> dass Raumausdehnung als Effekt sichtbar wird?

Nein.

> Falls ja, erklärt dies die Rotationsgeschwindigkeiten in der
> Milchstraße?

Nein.

In kosmologischen Modellen wird davon ausgegangen, dass das Universum 
homogen und isotrop ist, d.h. die Eigenschaften desselben sind 
ortsunabhängig.  Galaxien sind einfach zu winzig (und zu zahlreich) als 
dass es angebracht wäre, sie kosmologisch zu modellieren.

Umgekehrt brauch bei Betrachtung von Galaxie(hauf)en Raumausdehnung 
nicht betrachtet zu werden, weil diese gravitativ gebunden sind.

von Lars R. (lrs)


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@Migel Chen:

Die Frage habe ich im Offtopic-Bereich gestellt. Sie ist thematisch 
näher an der Elektrotechnik dran als vieles andere hier. Ich habe sie in 
diesem Forum gestellt, weil mich konstruktive Antworten interessieren.

Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> "Wirken" sollte sie auf jedem Maßstab, aber sehen wir auf dem
>> galaktischen Maßstab die Auswirkungen der Raumausdehnung als Effekt,
>
> Nein.
>
>> weil auf diesem Maßstab die Gravitation bereits so schwach ist,
>
> Nein.
>
>> dass Raumausdehnung als Effekt sichtbar wird?
>
> Nein.
>
>> Falls ja, erklärt dies die Rotationsgeschwindigkeiten in der
>> Milchstraße?
>
> Nein.
>
> In kosmologischen Modellen wird davon ausgegangen, dass das Universum
> homogen und isotrop ist, d.h. die Eigenschaften desselben sind
> ortsunabhängig.

Das bedeutet, Raumausdehnung findet überall statt und sie sollte auch 
auf kleinen Maßstäben quantifizierbar sein. Findest Du meine obigen 
Beispiele gedanklich falsch? Können wir nicht einmal einen leeren (frei 
von Atomen) Raum betrachten und von Folgendem ausgehen:
Beispiel 1:
. 2 Atome im Abstand x

Beispiel 2:
. 2 Sterne im Abstand x (der selbe Abstand wie in Beispiel 1)

Die Sterne mögen sich annähern, weil sie gravitativ stärker gebunden 
sind. Bei den beiden Atomen überwiege die Raumausdehnung. Warum sollte 
das nicht mit konkreten Zahlen (zB für x und für die Massen) 
quantifizierbar sein?

Die Frage habe ich bereits an anderen Stellen gestellt und sinngemäß 
Deine Antwort erhalten: "Man betrachtet es halt einfach nicht. Die 
gravitative Bindung wird schon überwiegen, weiter brauchen wir es nicht 
betrachten"
Wenn auch hier keine andere Idee dazu kommt, dann akzeptiere ich das 
natürlich aber langfristig gebe ich mich damit nicht zu Frieden.

Man kann IMHO nicht einen Effekt/Wirkung/Kraft, von der man 
weiß/behauptet, dass er/sie existiert für bestimmte Maßstäbe ausblenden 
und hoffen dass es schon passt. Für die starke (und schwache) Kernkraft 
kann man es für die Gravitation auch durchrechnen und Grenzfälle 
durchrechnen (Einmal abgesehen davon, dass dort relativistische Effekte 
dazu kommen).

Es muss diese Grenzfälle IMHO auch für Gravitation und Raumausdehnung 
geben. Wenn man sich bereits der Betrachtung dieser Fälle verweigert, 
kann man sich IMHO alles Mögliche zusammen reimen.

von Max M. (jens2001)


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Lars R. schrieb:
> Bei den beiden Atomen überwiege die Raumausdehnung.

Nein! Warum sollte bei gleichem Abstand da was anders sein?
Auch für Atome gilt das Gravitationsgesetz.

von Lars R. (lrs)


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Max M. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Bei den beiden Atomen überwiege die Raumausdehnung.
>
> Nein! Warum sollte bei gleichem Abstand da was anders sein?

Weil die Ursache, weshalb wir in der Galaxie keine Rotverschiebung 
aufgrund von Raumausdehnung sehen, die starke gravitative Bindung ist.

Ist hingegen die gravitative Bindung zwischen zwei Objekten schwach und 
sind beide Objekte auch nicht in ein gemeinsames System gravitativ stark 
eingebunden, so können wir die Rotverschiebung/Raumausdehnung sehen.

Die gravitative Bindung hängt aber nicht nur vom Abstand ab, sondern 
auch von den Massen. Sie ist für einen gegebenen Abstand zwischen zwei 
Sternen größer als zwischen zwei Atomen. Nur, dass wir mit dem 
Beobachten einzelner Sterne oder Planeten auf solchen Skalen (auf denen 
der Effekt klar beobachtbar sein sollte) unsere Schwierigkeiten haben; 
von der Beobachtung einzelner Atome ganz zu schweigen.


> Auch für Atome gilt das Gravitationsgesetz.

Ja.

von Reinhard M. (Gast)


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Lars R. schrieb:
> Man kann IMHO nicht einen Effekt/Wirkung/Kraft, von der man
> weiß/behauptet, dass er/sie existiert für bestimmte Maßstäbe ausblenden
> und hoffen dass es schon passt

Soweit ich weiß, und ich bin sicher kein Experte auf diesem Gebiet,
wird doch genau das weltweit überall versucht.
Die Einbeziehung der Gravitation in die Quantenmechanik.
Daraus entstand die Stringtheorie und ihr Konkurrent die 
Loop-Quanten-Gravitation und andere.
Alles keine leichte Kost.

von Lars R. (lrs)


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Danke für den Hinweis, Reinhard.

von Wolfgang E. (Firma: janeeisklar) (whattheheck)


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Lars R. schrieb:
> Die gravitative Bindung hängt aber nicht nur vom Abstand ab, sondern
> auch von den Massen. Sie ist für einen gegebenen Abstand zwischen zwei
> Sternen größer als zwischen zwei Atomen. Nur, dass wir mit dem
> Beobachten einzelner Sterne oder Planeten auf solchen Skalen (auf denen
> der Effekt klar beobachtbar sein sollte) unsere Schwierigkeiten haben;
> von der Beobachtung einzelner Atome ganz zu schweigen.

Die Art der bindenden Kraft ist egal. Solange sie wesentlich größer ist, 
als die der Raumausdehnung, wird sich nichts tun.
Vermutlich hat schon jemand diesen Grenzwert für das Auseinanderreißen 
von Molekülen und Atom errechnet. Zumindest gibt es die Theorie vom Big 
Rip.

von Lars R. (lrs)


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Wolfgang E. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Die gravitative Bindung hängt aber nicht nur vom Abstand ab, sondern
>> auch von den Massen. Sie ist für einen gegebenen Abstand zwischen zwei
>> Sternen größer als zwischen zwei Atomen. Nur, dass wir mit dem
>> Beobachten einzelner Sterne oder Planeten auf solchen Skalen (auf denen
>> der Effekt klar beobachtbar sein sollte) unsere Schwierigkeiten haben;
>> von der Beobachtung einzelner Atome ganz zu schweigen.
>
> Die Art der bindenden Kraft ist egal. Solange sie wesentlich größer ist,
> als die der Raumausdehnung, wird sich nichts tun.
> Vermutlich hat schon jemand diesen Grenzwert für das Auseinanderreißen
> von Molekülen und Atom errechnet. Zumindest gibt es die Theorie vom Big
> Rip.

Auf galaktischen Skalen wirken die Kernkräfte jedoch viel schwächer als 
die Gravitation. Mich interessiert daher der Vergleich Gravitation und 
Raumausdehnung. Der Big Rip ist im Vergleich dazu viel hypothetischer 
und eigentlich auch weniger interessanter aber auch weniger gefährlich 
hinsichtlich konkreter Aussagen, weil solche kaum mit aktuellen 
Beobachtungen kollidieren können. Um so bedauerlicher finde ich es, dass 
ich zum Vergleich Raumausdehnung/Gravitation keine konkreten Zahlenwerte 
finde. Ganz unabhängig davon, ob diese dann korrekt sind oder nicht. 
Dazu finde ich noch nicht einmal eine Schätzung.

Aus dem Hubble-Diagramm kann ich eine Beschleunigung ablesen und 
konkrete Zahlen für jene Bereiche ausrechnen, in denen keine 
Rotverschiebung mehr auftritt weil die Gravitation überwiegt. Dabei 
ergibt sich, dass Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab relevant ist. 
Aber Bewerten kann ich meinen Ansatz nicht. Eine solche Bewertung (zB 
Warum ist der Ansatz falsch) wäre aber ebenso interessant wie eine 
konkrete Zahl dazu um wie viel sich nun 1 Kubikmeter Raum pro Sekunde 
ausdehnt. Die Theorien gehen bis in die x-te Dimension oder die 
Quantisierung von Zeit, aber zur Raumausdehnung finde ich leider nicht 
eine Zahl.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Es ist nur ein Modell, die Sache mit Raumzeit und Verschiebung und 
Ausdehnung und es anschaulich zu machen, scheitert immer am neutralen 
Standpunkt/ Bezugssystem.

Weil die Erde bspw. ziemlich flux um sich selbst UND um die Sonne UND 
mit der Galaxis durch den Raum schüsselt, sollte ein Urmeter 
relativistischen Effekten unterliegen und mal kürzer und mal länger 
erscheinen. Wie genau das gemessen werden soll ist fraglich, da auch die 
Messapparatur denselben Effekten unterworfen ist.

Selbst wenn jemand das gedachte kosmische Pendel anhält, ins Uhrwerk 
schaut und das Pendel wieder loslässt, merken die Wesen im Kosmos davon 
nichts. (Oder wenn die kosmische Kartoffel, in die das Universum 
eingebettet ist, geschält, gestampft oder gekocht wird.)

Vielleicht hilft es dir bei der Suche nach der Antwort, ein konkretes 
Problem zu beschreiben, ein Gedankenexperiment. Alles andere bleibt 
esoterisches fabulieren/ Kosmologie.

von Lars R. (lrs)


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Boris O. schrieb:
> Weil die Erde bspw. ziemlich flux um sich selbst UND um die Sonne UND
> mit der Galaxis durch den Raum schüsselt, sollte ein Urmeter
> relativistischen Effekten unterliegen und mal kürzer und mal länger
> erscheinen. Wie genau das gemessen werden soll ist fraglich, da auch die
> Messapparatur denselben Effekten unterworfen ist.

Nach einer Vermessung des Meters zur Untersuchung dieses Effektes frage 
ich nicht. Ich denke auch nicht, dass man da etwas sehen kann, weil die 
Messapparaturen alle miteinander lokal gravitativ gebunden sind. 
Vielmehr lautet eine meiner Fragen:

Auf Basis der Beobachtungen zur Rotverschiebung und auf Basis der 
aktuell als gültig angenommen Modelle:
Um wie viel dehnt sich ein Kubikmeter Raum in einer Sekunde aus und wie 
viel ist es über eine Distanz von 100.000 Lichtjahren in einer Sekunde? 
Da erwarte ich eine ganz konkrete Zahl.


> Vielleicht hilft es dir bei der Suche nach der Antwort, ein konkretes
> Problem zu beschreiben, ein Gedankenexperiment. Alles andere bleibt
> esoterisches fabulieren/ Kosmologie.

Habe ich zum Beispiel hier 
(Beitrag "Re: Wirkt Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab?") und hier 
(Beitrag "Re: Wirkt Raumausdehnung auf galaktischem Maßstab?")

Kann ich bei Interesse auch vorrechnen, aber ich dachte, ich frage zu 
erst.

von Manfred L. (egonotto)


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Hallo,

das interessiert mich auch. Und ich verstehe es nicht.

Wenn ich aber die Hubble-Konstante von 73.8 ± 2.4 Kilometer pro Sekunde 
pro Megaparsec nehme und mich nicht verrechnet habe, würde die Sonne 
sich aufgrund der Ausdehnung des Raums mit so ungefähr 3,75 * 0,0000001 
m/s von uns wegbewegen.

Das wäre auch für eine Schnecke nicht viel :).

Es gibt allerdings von Hrn. Prof. Christoph Wetterich eine interessante 
andere Interpretation.
https://youtu.be/AFPacf5UVk0

MfG
egonotto

von Erich J. (erich24)


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Mir stellt sich immer wieder die Frage:

"Wo hinein dehnt sich das Weltall aus?"

Wenn ich einen Luftballon aufbase muß ein Raum da sein, in den ich ihn 
aufblase.

Gruß an alle
Erich

von Reinhard M. (Gast)


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Manfred L. schrieb:
> würde die Sonne
> sich aufgrund der Ausdehnung des Raums mit so ungefähr 3,75 * 0,0000001
> m/s von uns wegbewegen.

so einen Wert krieg ich auch raus (gerundet) : 0.4 µm/s

das wären dann pro Tag ca. 30 cm
pro Jahr               ca. 11 m
pro Menschenleben      ca. 900 m

Kann das sein ?

von M.A. S. (mse2)


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Erich J. schrieb:
> Mir stellt sich immer wieder die Frage:
>
> "Wo hinein dehnt sich das Weltall aus?"
>
> Wenn ich einen Luftballon aufbase muß ein Raum da sein, in den ich ihn
> aufblase.
Ich denke mal, dass alles, was mit Relativitätstheorie, Quantenphysik 
und der gleichen zu tun hat, sich unserer Alltagserfahrungswelt entzieht 
und damit auch jeglicher Anschauung, da wir aus unseren 
Alltagserfahrungen unser Gefühl für Logik und unsere Vorstellungen 
beziehen.

Abgesehen davon habe ich persönlich den Eindruck, die Welt dehnt sich 
nicht aus, sondern zieht sich zusammen. Anders kann ich mir nicht 
vorstellen, warum beim Volleyball meine Abwehraktionen immer häufiger an 
der Decke und meine Angriffsaktionen im Aus enden...
;)

von Lars R. (lrs)


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Manfred L. schrieb:
> Hallo,
>
> das interessiert mich auch. Und ich verstehe es nicht.
>
> Wenn ich aber die Hubble-Konstante von 73.8 ± 2.4 Kilometer pro Sekunde
> pro Megaparsec nehme und mich nicht verrechnet habe, würde die Sonne
> sich aufgrund der Ausdehnung des Raums mit so ungefähr 3,75 * 0,0000001
> m/s von uns wegbewegen.
>
> Das wäre auch für eine Schnecke nicht viel :).
>
> Es gibt allerdings von Hrn. Prof. Christoph Wetterich eine interessante
> andere Interpretation.
> https://youtu.be/AFPacf5UVk0

Danke für die Hinweise. Kann ich mir erst am Freitag wieder anschauen.

Reinhard M. schrieb:
> Manfred L. schrieb:
>> würde die Sonne
>> sich aufgrund der Ausdehnung des Raums mit so ungefähr 3,75 * 0,0000001
>> m/s von uns wegbewegen.
>
> so einen Wert krieg ich auch raus (gerundet) : 0.4 µm/s
>
> das wären dann pro Tag ca. 30 cm
> pro Jahr               ca. 11 m
> pro Menschenleben      ca. 900 m
>
> Kann das sein ?

Ganz unabhängig davon ob die Rechnung richtig ist:
In der real vorliegenden Situation sind Sonne und Erde auch beide in der 
Galaxie gravitativ gebunden. Wenn sich die Sonne nicht aus der Galaxie 
heraus bewegt und die Erde nicht aus der Galaxie heraus bewegt, dann 
kann auch der Abstand zwischen Erde und Sonne nicht beliebig groß 
werden.
(Bereits ab 3 Objekten ist ein "gravitatives System" nicht mehr 
"einfach" berechenbar.)

von Lars R. (lrs)


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Hier ein Ansatz, bin mir auch unsicher. Ich hoffe, ich hab mich gerade 
bei den Einheiten nicht vertan:

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NewtonsLawOfUniversalGravitation.svg
https://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Gravitationsgesetz

a(grav)=a1(grav)+a2(grav)=G*(m1+m2)/r**2


Hubble-Gesetz: v=H0*r
Hubble-Gesetz abgeleitet nach der Zeit: a(Ausdehnung)=H0*[1/s]*r

G=6.67408*10**-11
H0=67.2 *1000 / (10**6 *  3.09*10**16)
m1=mSonne=1.9884*10**30
m2=mErde=5.972*10**24
r=149.6*10**6*10**3

Einsetzen:
a(grav)=5.9*10**-3
a(Ausd)=3.3*10**-7

Wobei hier meiner "Behauptung" zu Folge mit "a(grav)" tatsächlich 
a(grav)-a(Ausd) berechnet wurde. Vielleicht liegt das noch innerhalb der 
Fehlerabschätzung von G und H0 und der Massen?

Wenn ich nun aber für r=100000 Lichtjahre ansetze...

von Manfred L. (egonotto)


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Reinhard M. schrieb:
> Manfred L. schrieb:
>> würde die Sonne
>> sich aufgrund der Ausdehnung des Raums mit so ungefähr 3,75 * 0,0000001
>> m/s von uns wegbewegen.
>
> so einen Wert krieg ich auch raus (gerundet) : 0.4 µm/s
>
> das wären dann pro Tag ca. 30 cm
> pro Jahr               ca. 11 m
> pro Menschenleben      ca. 900 m
>
> Kann das sein ?

am Tag glaub ich so 30mm


Lars R. schrieb:
> Einsetzen:
> a(grav)=5.9*10**-3
> a(Ausd)=3.3*10**-7

>a(grav)=5.9*10**-3 // das ist die Beschleunigung die die Erde von der Sonne 
erfährt oder?

>a(Ausd)=3.3*10**-7
// versteh ich nicht.

MfG
egonotto

: Bearbeitet durch User
von Lars R. (lrs)


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Manfred L. schrieb:
>
> Lars R. schrieb:
>> Einsetzen:
>> a(grav)=5.9*10**-3
>> a(Ausd)=3.3*10**-7
>
>>a(grav)=5.9*10**-3 // das ist die Beschleunigung die die Erde von der Sonne
> erfährt oder?

Ja.

>>a(Ausd)=3.3*10**-7
> // versteh ich nicht.

Das ist die Beschleunigung der Sonne und Erde voneinander weg aufgrund 
von Raumausdehnung. Sie ist in diesem Rechenbeispiel 4 Größenordungen 
kleiner als die Beschleunigung der beiden Objekte aufeinander zu 
aufgrund von Gravitation.

Hubble-Gesetz: v=H0*r
Hubble-Gesetz abgeleitet nach der Zeit: a(Ausdehnung)=H0*[1/s]*r

H0=67.2 *1000 / (10**6 *  3.09*10**16)
r=149.6*10**6*10**3



Anmerkung:
Im Gleichgewicht gilt: G*(m1+m2)/r*2=H0[1/s]*r
-> Multiplikation mit c**2 und Einsetzen von (m1+m2)=E/c**2
-> E/r**3=H0[1/s]*c**2/G
-> Mit r=1[m] erhält man eine Energie pro Kubikmeter Vakuum.
Tja...ich weiß auch nicht so Recht...

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


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Reinhard M. schrieb im Beitrag #4769757:
> Schön wärs, mein Bauchumfang sagt das Gegenteil ;-)

Oh Mist, das würde den fehlenden Platz in der Halle wohl auch 
erklären...
:)

von Manfred L. (egonotto)


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Lars R. schrieb:
> Hubble-Gesetz: v=H0*r
> Hubble-Gesetz abgeleitet nach der Zeit: a(Ausdehnung)=H0*[1/s]*r

Hm versteh ich immer noch nicht.

Was ist denn zeitabhängig?

Lars R. schrieb:
> Im Gleichgewicht gilt: G*(m1+m2)/r*2=H0[1/s]*r

Die Kraft die die Sonne auf die Erde ausübt wird durch die Fliehkraft 
ausgeglichen.

Lars R. schrieb:
> Mit r=1[m] erhält man eine Energie pro Kubikmeter Vakuum

Eine Kugel mit Radius 1m hat ein Volumen grösser als 1m³

MfG
egonotto

von Lars R. (lrs)


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Manfred L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Hubble-Gesetz: v=H0*r
>> Hubble-Gesetz abgeleitet nach der Zeit: a(Ausdehnung)=H0*[1/s]*r
>
> Hm versteh ich immer noch nicht.

Was genau verstehst Du daran nicht?

> Was ist denn zeitabhängig?

Hubble Gesetz aus dem ersten Google-Treffer: "Die Flucht-Geschwindigkeit 
einer Galaxie ist direkt proportional zu ihrer Entfernung zu uns. Die 
Proportionalitätskonstante heißt Hubble Konstante H0, sie beträgt rund 
60 km/s pro Mpc."

Dh, ein Gegenstand im Abstand x zum Zeitpunkt t hat die Geschwindigkeit 
v.
Zum Zeitpunkt t+dt ist der Abstand größer (+dx) und die Geschwindigkeit 
ist auch größer (+dv). Der Gegenstand wurde beschleunigt, dh. es gibt 
eine Beschleunigung a.
Edit: Das ist natürlich keine wirkliche Beschleunigung, sondern die 
beobachtete Raumausdehnung. Und v ist keine wirkliche Geschwindigkeit 
und sie muss auch nicht kleiner als c sein. Aber das spielt IMHO alles 
keine Rolle. Denn man kann eine Beschleunigung beobachten und mit dieser 
Beobachtung kann man auch rechnen.
Edit2: Und wenn die Aussage ist, dass Raumausdehnung überall gleich 
statt findet, dann gilt auch überall diese Beschleunigung (in 
Abhängigkeit vom Abstand). Und dann rechnet man es eben aus; für das 
Sonnensystem und für die Milchstraße auch. Nur für die Milchstraße kann 
ich es nicht, nur beispielhaft für 2 Sterne um zu zeigen, dass die 
Wirkung nicht vernachlässigbar ist. Das muss man simulieren.


> Lars R. schrieb:
>> Im Gleichgewicht gilt: G*(m1+m2)/r*2=H0[1/s]*r
>
> Die Kraft die die Sonne auf die Erde ausübt wird durch die Fliehkraft
> ausgeglichen.

Das ist das Gleichgewicht für Gravitation und Raumausdehnung. Das hat 
mit der Erde und Sonne nichts mehr zu tun.

> Lars R. schrieb:
>> Mit r=1[m] erhält man eine Energie pro Kubikmeter Vakuum
>
> Eine Kugel mit Radius 1m hat ein Volumen grösser als 1m³

Mit dem Gleichgewicht kann man Gravitation und Raumausdehnung gegenüber 
stellen und so die Kraft oder Energie "hinter der Raumausdehnung" 
angeben. Denn die Kraft für die Gravitation für gegebene Abstände und 
Massen kennt man ja. Ob die Rechenschritte zulässig sind, möge sehr gern 
zur Debatte stehen.

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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All diese Rechnungen sind doch Käse, weil:

Q:

> If the Universe (space) is expanding on a cosmic scale, is it also
> expanding on a local one? In other words, is the distance between
> planets or even electrons also increasing?

A:

> [...] It is only on the largest scales that the distances between
> clusters of galaxies are increasing. As you correctly state, by the
> "expansion of the Universe" we simply mean the fact that such distances
> are increasing on the largest scales. We ourselves live in a small bound
> group of galaxies, the Local Group. Relative to us cosmic expansion
> begins on scales about 7 million light years away. For observers living
> in rich clusters of galaxies the equivalent scale would be 30 or 40
> million light years. [...]

http://www2.phys.canterbury.ac.nz/~dlw24/expansion.html

Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der 
Milchstraße ist (die ist 0), sondern ein besseren Verständnis über die 
genaue Begründung zu erlangen.

Nehmen wir z.B. mal eine weit entfernte Galaxis G, die ihre Entfernung 
relative zur unsrigen nicht ändert, während andere Galaxien mit 
entsprechender Entfernung üblicherweise rotverschoben seien.  Selbst 
wenn man annimmt, dass sich der Raum zwischen uns und G ausdehnt, wird 
das durch eine entsprechende Bewegung von G auf uns zu "kompensiert", so 
dass die Entfernung immer gleich bleibt.

Allerdings verführt dies gerne zu dem Bild, dass G sich durch den Raum 
bewege, und diese Bewegung quasi immer nur duch den neu entstandenen 
"Zusatzraum" geschieht, was die Kompensation bewirkt.  Dieses Bild ist 
jedoch insofern problematisch, als dass es keinen "Hintergrundraum" oder 
Äther o.ä. gibt, gegen welchen die Bewegung von G gemessen werden 
könnte.  Die Bewegung von Objekten kann immer nur relativ zu anderen 
Objekten angegeben werden, aber nie relativ zum Raum.

M.a.W: G bewegt sich weder von und weg noch auf uns zu, und weil G nicht 
gravitativ an unsere  Galaxiegruppe gebunden ist, bleibt das auch so; 
eben genau so, wie wenn es keine Raumausdehnung gäbe.

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> All diese Rechnungen sind doch Käse, weil:
>
> Q:
>
>> If the Universe (space) is expanding on a cosmic scale, is it also
>> expanding on a local one? In other words, is the distance between
>> planets or even electrons also increasing?

Diese Frage habe ich nicht gestellt. Und ich dachte, es steht außer 
Frage, dass Raumexpansion entweder überall gleich statt findet oder gar 
nicht.


> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
> Milchstraße ist (die ist 0),

Das dürfte nicht sein. Du meinst, Raumausdehnung findet nur dort statt, 
wo wir gerade nicht sind? Oder meine Frage ist noch zu ungenau? Daher: 
Wie groß ist die Raumausdehnung dort, wo unsere Milchstraße ist?

Wenn die Frage lautet, wie sehr sich Gegenstände in der Milchstraße 
voneinander entfernen aufgrund von Raumausdehnung, so lautet die Antwort 
wahrscheinlich 0. Aber die Raumausdehnung kann hier doch nicht null 
sein, wenn sie anderswo ungleich 0 ist.

> Die Bewegung von Objekten kann immer nur relativ zu anderen
> Objekten angegeben werden, aber nie relativ zum Raum.

Ja, lass uns zwei Objekte definieren, wie ich das weiter oben schon 
immer wieder getan habe. Zwischen beiden Objekten kann ich die Abstände 
zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmen. Damit erhält man 
Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der beiden Objekte in Relation 
zueinander. Genau so habe ich das oben IMHO angesetzt.

Die Objekte werden voneinander angezogen UND zwischen beiden Objekten 
entsteht "neuer" Raum. Beides wirkt sich auf den 
Abstand/Geschwindigkeit/Beschleunigung der beiden Objekte zueinander 
aus.

Oder nicht?

Edit: Geschwindigkeit und Beschleunigung definiert sich über 
Abstand/Weg/Distanz. Meine Behauptung ist, es ist für die Berechnungen 
egal, ob dieser Weg tatsächlich zurück gelegt wurde oder zwischen den 
Objekten neu entstand und kontinuierlich neu entsteht. Genau wie bei der 
Rotverschiebung.


Viele Grüße
Lars

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
>> Milchstraße ist (die ist 0),
>
> Das dürfte nicht sein. Du meinst, Raumausdehnung findet nur dort statt,
> wo wir gerade nicht sind? Oder meine Frage ist noch zu ungenau? Daher:
> Wie groß ist die Raumausdehnung dort, wo unsere Milchstraße ist?
>

> Wenn die Frage lautet, wie sehr sich Gegenstände in der Milchstraße
> voneinander entfernen aufgrund von Raumausdehnung, so lautet die Antwort
> wahrscheinlich 0. Aber die Raumausdehnung kann hier doch nicht null
> sein, wenn sie anderswo ungleich 0 ist.
>
>> Die Bewegung von Objekten kann immer nur relativ zu anderen
>> Objekten angegeben werden, aber nie relativ zum Raum.
>
> Ja, lass uns zwei Objekte definieren,

Falls dich Rechnungen interessieren, z.B. von hier:

https://arxiv.org/pdf/0809.4573v1.pdf
1
This analysis demonstrates that there is no local effect on
2
particle dynamics from the global expansion of the universe:
3
the tendency to separate is a kinematic initial condition, and
4
once this is removed, all memory of the expansion is lost.

Der Artikel ist referenziert in

https://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space

und dort findest du bestimmt noch weitere hilfreiche Artikel.
1
The expansion of space is sometimes described as a force which
2
acts to push objects apart. Though this is an accurate description of
3
the effect of the cosmological constant, it is not an accurate picture
4
of the phenomenon of expansion in general. For much of the universe's
5
history the expansion has been due mainly to inertia. The matter in the
6
very early universe was flying apart for unknown reasons [...] and has
7
simply continued to do so, though at an ever-decreasing rate due to the
8
attractive effect of gravity.
9
10
In addition to slowing the overall expansion, gravity causes local
11
clumping of matter into stars and galaxies. Once objects are formed and
12
bound by gravity, they "drop out" of the expansion and do not subsequently
13
expand under the influence of the cosmological metric, there being no
14
force compelling them to do so.

Ich bin da kein Experte, alles was ich tun kann, ist auf entsprechende 
Artikel hinzuweisen und insbesondere auch darauf, dass die verwendeten 
Konzepte meist unvertraut und nicht intuitiv sind.  So gibt es 
unterschiedliche Entfernungs-, Zeit- und Geschwindigkeitsmaße in der 
Kosmologie:

https://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance

: Bearbeitet durch User
von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Johann L. schrieb:
>>> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
>>> Milchstraße ist (die ist 0),
>>
>> Das dürfte nicht sein. Du meinst, Raumausdehnung findet nur dort statt,
>> wo wir gerade nicht sind? Oder meine Frage ist noch zu ungenau? Daher:
>> Wie groß ist die Raumausdehnung dort, wo unsere Milchstraße ist?
>>
>
>> Wenn die Frage lautet, wie sehr sich Gegenstände in der Milchstraße
>> voneinander entfernen aufgrund von Raumausdehnung, so lautet die Antwort
>> wahrscheinlich 0. Aber die Raumausdehnung kann hier doch nicht null
>> sein, wenn sie anderswo ungleich 0 ist.
>>
>>> Die Bewegung von Objekten kann immer nur relativ zu anderen
>>> Objekten angegeben werden, aber nie relativ zum Raum.
>>
>> Ja, lass uns zwei Objekte definieren,
>
> Falls dich Rechnungen interessieren, z.B. von hier:
>
> https://arxiv.org/pdf/0809.4573v1.pdf

Mich interessieren Rechnungen, die sich nicht in Abstraktion und dem 
Ansetzen aktuell etablierter Theorien verlieren. Aus dem zitierten 
Paper:

"we assume a 0 = 1 and a matter-dominated universe"

"Adding vacuum energy is easy enough" (über deren Wert man sich nicht im 
geringsten einig ist)

Am Ende bleibt wieder die Frage offen:
Wie viel ist 1 Meter Raum nach einer Sekunde?
Wie viel sind 100000 Lichtjahre nach einer Sekunde?
Oder:
Wie groß ist die Distanz von 2 ruhenden Objekten in dieser Entfernung 
nach einer Sekunde? Eben jene Fragen, die ich weiter oben schon gestellt 
hatte.

Gern als Schätzung oder verschiedene Ergebnisse für verschiedene 
Ansätze. Aber wo ist die Zahl?

Auch dieses Paper setzt keine Relation zur Gravitation. Die Rede ist von 
gravitational shifts von Photonen. Das ist etwas anderes.

>
1
This analysis demonstrates that there is no local effect on
2
> particle dynamics from the global expansion of the universe:
3
> the tendency to separate is a kinematic initial condition, and
4
> once this is removed, all memory of the expansion is lost.
>
> Der Artikel ist referenziert in
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space
>
> und dort findest du bestimmt noch weitere hilfreiche Artikel.

Leider nein, denn am Ende sollte auch einmal da stehen, wie viel es nun 
ist. Immerhin wird es für 500Mpc auch angegeben (mittels Rotverschiebung 
dort, wo Gravitation vernachlässigbar klein ist). Dann möchte ich bitte 
auch eine Zahl für das Sonnensystem, so wie ich das oben vorgerechnet 
habe (Mein Ansatz kann ja gern falsch sein).


>
1
The expansion of space is sometimes described as a force which
2
> acts to push objects apart. Though this is an accurate description of
3
> the effect of the cosmological constant, it is not an accurate picture
4
> of the phenomenon of expansion in general. For much of the universe's
5
> history the expansion has been due mainly to inertia. The matter in the
6
> very early universe was flying apart for unknown reasons [...] and has
7
> simply continued to do so, though at an ever-decreasing rate due to the
8
> attractive effect of gravity.
9
10
Ja. Mich interessiert nur das heute. Keine anderen (frühzeitlichen) Phasen der Expansion.
11
12
> In addition to slowing the overall expansion, gravity causes local
13
> clumping of matter into stars and galaxies. Once objects are formed and
14
> bound by gravity, they "drop out" of the expansion and do not 
15
> subsequently
16
> expand under the influence of the cosmological metric, there being no
17
> force compelling them to do so.

"drop out" of the expansion? Ich bestreite nicht, dass Objekte nicht 
auseinander fliegen, wenn die Gravitation dominant ist.

Aber dass dort, wo Massen gravitativ gebunden sind, keine Ausdehnung des 
Raums auftritt, ist IMHO eine unhaltbare Behauptung. Es macht es auch 
nicht besser, dass dies irgendwo (zB. wikipedia) geschrieben steht. Das 
möchte ich bitte erklärt haben.

> https://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance

Nach meinem Verständnis sind im Hubble-Diagramm die tatsächlichen, 
aktuellen Distanzen aufgetragen.

Viele Grüße
Lars

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Aber dass dort, wo Massen gravitativ gebunden sind, keine Ausdehnung des
> Raums auftritt, ist IMHO eine unhaltbare Behauptung.

Wenn du es sagst...

von Manfred L. (egonotto)


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Johann L. schrieb:
> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
> Milchstraße ist (die ist 0)

Sorry wenn ich jetzt dumm Frage, aber gilt dann die Gleichung v = H0*d 
nicht.

Den Artikel https://arxiv.org/pdf/0809.4573v1.pdf versteh ich leider 
nicht.

Ich werde mich wohl in die Materie einarbeiten müssen. Das fällt mir in 
meinen Alter aber nicht leicht.

MfG

egonotto

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Manfred L. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
>> Milchstraße ist (die ist 0)
>
> Sorry wenn ich jetzt dumm Frage, aber gilt dann die Gleichung v = H0*d
> nicht.

Doch, aber es ist eh nur eine Näherung, denn das All wie wir es kennen 
ist eben nicht isotrop und homogen — was aber Annahme der o.g. 
kosmologischen Modelle ist.

Ein nicht ganz unpassender Vergleich ist Fluid-Dynamik, wo Wasser z.B. 
als homogen angenommen wird, wo wir alle wissen, dass es nicht homogen 
ist auf kleinem Maßstab: es besteht aus Molekülen.

Wenn man nun Ergebnisse der Fluid-Dynamik auf teilhabende Moleküle 
überträgt, dann passt das einfach nicht.  Ein Molekül wird sich nie in 
der Flüssigkeit verteilen, egal wie lange man rührt.  Die 
makroskopischen Ergebnisse haben hier auf Molekülebene nicht einen 
kleinen, herunterskalierten Effekt, sondern garkeinen.  Gleichwohl 
verhält sich alles zusammen wie Wasser.

Kosmologische Modelle werden nun mal mithilfe der ART formuliert, und um 
überhaupt zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen — z.B. zu expliziten 
Lösungen — werden die genannten, vereinfachenden Annahmen gemacht, die 
auf "kleinen" Maßstäben bekanntlich nicht zutreffen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_principle

Lösungen der Einstein'schen Feldgleichungen ist eine Metrik, welche von 
der Masse-Energie-Verteilung abhängt und umgekehrt deren Entwicklung 
beschreibt.  Die Dynamik in Bereichen, wo Zeug auseinander fliegt, ist 
anders als in Bereichen, wo Zeug nicht auseinander fliegt, d.h. die 
zeitabhängige Metrik zeigt andere Dynamik:

Zeug fliegt auseinander <==> Raum expandiert

Zeug fliegt nicht auseinander <==> Raum expandiert nicht

Weil die ART nicht "hintergrundfrei" ist

https://en.wikipedia.org/wiki/Background_independence

und sich Raumzeit und Energie-Masse-Impuls gegenseitig bedingen, ist es 
nicht verwunderlich, dass die (Auseinanderbewegung von) Masse Einfluss 
auf die Geometrie der Raumzeit hat.  Wird die Auseinanderbewegung aus 
irgendwelchen Gründen gestoppt, beeinflusst das auch die 
(Weiterentwicklung der) Geometrie.

> Ich werde mich wohl in die Materie einarbeiten müssen. Das fällt mir in
> meinen Alter aber nicht leicht.

Leider ist der Grat zwischen bunten, immergleichen und nichtssagenden 
Animationen und Videos einerseits und Hardcore-Wissenschaft andererseits 
extrem dünn...

Was ich sehr empfehlen kann sind Vorlesungen von Leonard Susskind aus 
Stanford die z.B. per YouTube verfügbar sind.  Diese Vorlesungen richten 
sich an wissentschaftlich interessierte Laien, sind kein Geblubber à la 
Lesch, und die Mathe beschränkt er auf das nötige Minimum.  Es gibt 
Vorlesungen zu SRT, ART, QT und Klassischer Phsik wie statistische 
Mechanik.  Ganz nett sind auch Fragen der Hörer, die oft die gleichen 
Verständnisschwierigkeiten haben wie man selbst oder die den gleichen 
Missverständnissen aufsitzen — und Susskinds Antworten darauf.

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Aber dass dort, wo Massen gravitativ gebunden sind, keine Ausdehnung des
>> Raums auftritt, ist IMHO eine unhaltbare Behauptung.
>
> Wenn du es sagst...

Was genau willst Du damit sagen? Du implizierst das Gegenteil. Dh, 
Raumausdehnung hängt von der Anwesenheit von Materie ab?

Manfred L. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Die Frage ist also nicht, wie groß die Expansion etwa in der
>> Milchstraße ist (die ist 0)
>
> Sorry wenn ich jetzt dumm Frage, aber gilt dann die Gleichung v = H0*d
> nicht.

Nach meinem Kenntnisstand ist die Gleichung eine Beschreibung einer 
Beobachtung für Bereiche, in denen Gravitation vernachlässigbar ist. Die 
Geschwindigkeit eines Objektes das Resultat aller 
Kräfte/Beschleunigungen, die auf ihn einwirken.


> Ich werde mich wohl in die Materie einarbeiten müssen. Das fällt mir in
> meinen Alter aber nicht leicht.

Wenn Du die Mathematik beherrschst, ist es IMHO noch ein Aufwand von 
Mannjahren.


Johann L. schrieb:
> Ein nicht ganz unpassender Vergleich ist Fluid-Dynamik, wo Wasser z.B.
> als homogen angenommen wird, wo wir alle wissen, dass es nicht homogen
> ist auf kleinem Maßstab: es besteht aus Molekülen.
>
> Wenn man nun Ergebnisse der Fluid-Dynamik auf teilhabende Moleküle
> überträgt, dann passt das einfach nicht.  Ein Molekül wird sich nie in
> der Flüssigkeit verteilen, egal wie lange man rührt.  Die
> makroskopischen Ergebnisse haben hier auf Molekülebene nicht einen
> kleinen, herunterskalierten Effekt, sondern garkeinen.  Gleichwohl
> verhält sich alles zusammen wie Wasser.

Hinter jeder Beobachtung steht eine "physikalische" Wirkung. Auf welche 
Distanz nach unten hin genau ist denn Raumausdehnung bei Abwesenheit von 
Materie beschränkt?

Zwischen uns und einer Galaxie in 500Mpc Entfernung dehnt sich der Raum 
aus. Schaue ich mir die 500Mpc an, sagst Du "ja, der dehnt sich aus"?
Schaue ich mir nur einen Meter an, sagst Du "der eine Meter dehnt sich 
nicht aus"? 10m? 10km?

> Lösungen der Einstein'schen Feldgleichungen ist eine Metrik,

Raumexpansion war ohnehin nicht Einsteins Stärke ;)

> welche von
> der Masse-Energie-Verteilung abhängt und umgekehrt deren Entwicklung
> beschreibt.  Die Dynamik in Bereichen, wo Zeug auseinander fliegt, ist
> anders als in Bereichen, wo Zeug nicht auseinander fliegt, d.h. die
> zeitabhängige Metrik zeigt andere Dynamik:
>
> Zeug fliegt auseinander <==> Raum expandiert
>
> Zeug fliegt nicht auseinander <==> Raum expandiert nicht

Und wo nichts auseinander fliegt, weil da nichts ist? Expandiert es dort 
oder nicht? Und was heißt in dem Zusammenhang überhaupt "da ist etwas"? 
Atom? Proton? Ein Atom ist schließlich relativ leer.

> Weil die ART nicht "hintergrundfrei" ist

Die ART kennt überhaupt keine Raumausdehnung, oder?

> und sich Raumzeit und Energie-Masse-Impuls gegenseitig bedingen, ist es
> nicht verwunderlich, dass die (Auseinanderbewegung von) Masse Einfluss
> auf die Geometrie der Raumzeit hat.

Also schön: Das Newtonsche Gesetz mit der Gravitationskonstante ist 
unvollständig, weil es Fluchtgeschwindigkeiten entfernter Galaxien 
widerspricht. Welcher Term fehlt? Das Hubble-Gesetz ist schließlich 
einfach genug, um irgendwo integriert zu werden.


Johann L. schrieb:
> Doch, aber es ist eh nur eine Näherung, denn das All wie wir es kennen
> ist eben nicht isotrop und homogen — was aber Annahme der o.g.
> kosmologischen Modelle ist.

Masseverteilungen, Strahlung. Willst Du sagen, Raumausdehnung ist nicht 
homogen? Aber Vakuumenergie ist es?


Viele Grüße
Lars

von Manfred L. (egonotto)


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Hallo,

danke für die ausführliche Antwort.

Ich werde mir Susskind mal anschauen. Mein Problem ist dabei nur dass 
mein Englisch ziemlich schlecht ist. Aber ich kanns mir ja mehrmals 
anhören.

Lesch hab ich schon in Vorlesungen erlebt. Aber halt nur in 
Einführungsvorlesungen die nur die Oberfläche berühren.

MfG
egonotto

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:

> Was ich sehr empfehlen kann sind Vorlesungen von Leonard Susskind aus
> Stanford die z.B. per YouTube verfügbar sind.

Diese Serie von Vorlesungen 
(https://www.youtube.com/watch?v=ANCN7vr9FVk) habe ich vor ca. 6 Monaten 
geschaut. Interessant war es aber es wird nie konkret. Dass man sich bei 
der Vakuumenergie uneinig ist, macht solche Rechnungen nicht einfacher. 
Ich würde eben gern bei der Beobachtung ansetzen.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Doch, aber es ist eh nur eine Näherung, denn das All wie wir es kennen
>> ist eben nicht isotrop und homogen — was aber Annahme der o.g.
>> kosmologischen Modelle ist.
>
> Masseverteilungen, Strahlung. Willst Du sagen, Raumausdehnung ist nicht
> homogen?

Es gibt auch Modelle, die nicht von Homogenität ausgehen, siehe z.B. die 
Besprechung von Wiltshires Ansatz

http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/03/15/gibt-es-die-dunkle-energie/

Find ich schon sehr interessant weil 1) keine Dunke Energie gebraucht 
wird 2) die Annahmen eher dem realen Universum entsprechen und 3) einige 
Dinge sogar besser erklärt werden können, z.B. Li-Anomalie.

von Robert L. (lrlr)


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warum muss sich der Raum (Universum) was auch immer eigentlich 
ausdehnen,

wäre es nich sinnvoller das anders zu formulieren..
der Raum (Universum) bleibt gleich groß (1 Universum groß), nur alles 
darin wird kleiner..

dadurch das alles kleiner wird (auch Wasserstoff Atome usw) wird die 
Wellenlänge des aufgenommenen/abgegebenen Licht mit der Zeit auch immer 
kleiner..

(Licht von weit weg ist von "alten" Atomen und hat deshalb größere 
Wellenlänge)

lokal merkt man davon wenig, weil die effekte sich größenteils 
aufheben..

(wenn die 100Meter Bahn kleiner wird, aber das maßband auch kleiner, 
merkt man es nicht..)

von Manfred L. (egonotto)


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Robert L. schrieb:
> warum muss sich der Raum (Universum) was auch immer eigentlich
> ausdehnen,
>
> wäre es nich sinnvoller das anders zu formulieren..
> der Raum (Universum) bleibt gleich groß (1 Universum groß), nur alles
> darin wird kleiner..
>
> dadurch das alles kleiner wird (auch Wasserstoff Atome usw) wird die
> Wellenlänge des aufgenommenen/abgegebenen Licht mit der Zeit auch immer
> kleiner..
>
> (Licht von weit weg ist von "alten" Atomen und hat deshalb größere
> Wellenlänge)
>
> lokal merkt man davon wenig, weil die effekte sich größenteils
> aufheben..
>
> (wenn die 100Meter Bahn kleiner wird, aber das maßband auch kleiner,
> merkt man es nicht..)

Hallo,

das macht Hr. Prof. Wetterich hier: https://youtu.be/AFPacf5UVk0

MfG
egonotto

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Johann L. schrieb:
>>> Doch, aber es ist eh nur eine Näherung, denn das All wie wir es kennen
>>> ist eben nicht isotrop und homogen — was aber Annahme der o.g.
>>> kosmologischen Modelle ist.
>>
>> Masseverteilungen, Strahlung. Willst Du sagen, Raumausdehnung ist nicht
>> homogen?
>
> Es gibt auch Modelle, die nicht von Homogenität ausgehen, siehe z.B. die
> Besprechung von Wiltshires Ansatz
>
> 
http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/03/15/gibt-es-die-dunkle-energie/
>

Danke für den Einwand.

Aus dem Link:
" Denn nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) dehnt sich das 
Universum ja nicht einfach überall mit derselben Geschwindigkeit – je 
mehr Materie da ist, desto langsamer dehnt sich der Raum aus. "

<- Worauf basiert dieser Satz?

Bewegt sich ein Stern durch ein Raumgebiet, so ist dieses Raumgebiet 
nach der Durchquerung nachhaltig gekrümmt aufgrund veränderter 
Raumausdehnung gegenüber einer Situation, in der der Stern das 
Raumgebiet nicht durchquert hätte?




Robert L. schrieb:
> warum muss sich der Raum (Universum) was auch immer eigentlich
> ausdehnen,
>
> dadurch das alles kleiner wird (auch Wasserstoff Atome usw) wird die
> Wellenlänge des aufgenommenen/abgegebenen Licht mit der Zeit auch immer
> kleiner..
>
> (Licht von weit weg ist von "alten" Atomen und hat deshalb größere
> Wellenlänge)

Das Alter der Atome ist keine Erklärung für die Rotverschiebung.

> lokal merkt man davon wenig, weil die effekte sich größenteils
> aufheben..

Wenn Dinge kleiner würden und ihre Masse behielten, so könnte man sie 
dichter zusammen packen. Müssten sich dann die Naturkonstanten nicht 
ständig ändern?

> (wenn die 100Meter Bahn kleiner wird, aber das maßband auch kleiner,
> merkt man es nicht..)

Man merkt jedoch, dass das Licht immer weniger Zeit für die 100 
Meter-Bahn braucht.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Lars R. schrieb:
>>> Masseverteilungen, Strahlung. Willst Du sagen, Raumausdehnung ist
>>> nicht homogen?
>>
>> Es gibt auch Modelle, die nicht von Homogenität ausgehen, siehe z.B.
>> die Besprechung von Wiltshires Ansatz
>>
> 
http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/03/15/gibt-es-die-dunkle-energie/
>
> Danke für den Einwand.
>
> Aus dem Link:
> " Denn nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) dehnt sich das
> Universum ja nicht einfach überall mit derselben Geschwindigkeit – je
> mehr Materie da ist, desto langsamer dehnt sich der Raum aus. "
>
> <- Worauf basiert dieser Satz?

Wie schon x mal gesagt: Es umschreibt die zeitliche Dynamik der Metrik; 
"Metric Expansion of Space" trifft es vielleicht besser als 
"Raumausdehnung".

Du scheinst immer noch der Vorstellung nachzuhängen, Raum sei etwas, 
dass durch Ausdehnung Kraft auf Körper ausübe oder ein Fluid sei wie 
aufgehender Bauschaum oder Materie mitreiße :-)

Wenn du das Universum zu unterschiedlichen Zeitpunkten betrachtest, dann 
ist in einem alten All eben mehr Raum pro Materie da als in einem jungen 
All.  Wenn du also Volumen auf Materie beziehst, wächst das mit dem 
Alter des Alls.

Wenn du einen kleineren Bereich nimmst, der nicht oder langsamer 
auseinander fliegt, und dort das Volumen auf die Materie beziehst, dann 
ändert sich das Verhältnis nicht oder langsamer.

Was ist daran so misteriös?

von H-G S. (haenschen)


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Wie kann etwas überall voneinander wegfliegen ?
Das klingt einfach krank :-)

Denn wenn das eine von dir wegfliegt müsste es doch auf das andere 
Nachbarobjekt zufliegen. Doch schwer fassbar dehnt sich überall 
gleichzeitig alles aus, ohne irgendwo zusammengestaucht zu werden ...

von H-G S. (haenschen)


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Die Raum-Ausdehnung soll sich sogar addieren, sodass eine weit entfernte 
Galaxie die Ausdehnung dazwischenliegender Galaxien aufaddiert kriegt.

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Johann L. schrieb:
>>> Lars R. schrieb:
>>>> Masseverteilungen, Strahlung. Willst Du sagen, Raumausdehnung ist
>>>> nicht homogen?
>>>
>>> Es gibt auch Modelle, die nicht von Homogenität ausgehen, siehe z.B.
>>> die Besprechung von Wiltshires Ansatz
>>>
>>
> 
http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/03/15/gibt-es-die-dunkle-energie/
>>
>> Danke für den Einwand.
>>
>> Aus dem Link:
>> " Denn nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) dehnt sich das
>> Universum ja nicht einfach überall mit derselben Geschwindigkeit – je
>> mehr Materie da ist, desto langsamer dehnt sich der Raum aus. "
>>
>> <- Worauf basiert dieser Satz?
>
> Wie schon x mal gesagt: Es umschreibt die zeitliche Dynamik der Metrik;
> "Metric Expansion of Space" trifft es vielleicht besser als
> "Raumausdehnung".

Mich interessiert: Was passiert heute in einer Sekunde? Dh, nur heute 
und in einer kleinen überschaubaren Zeitdauer. Die Zeitdauer sei so 
klein, dass man dafür näherungsweise die Raumexpansion als konstant 
annehmen könne, zB eine Sekunde. Die Distanz sei so klein, dass sich die 
Frage, ob Relativität beachtet werden sollte, noch gar nicht stellt. Zum 
Beispiel nicht mehr als 200 Mpc.
Damit liegt die Rotverschiebung in der Größenordnung z=0.05
(https://www.kempner.net/cosmic.php)

Damit sind die Unterschiede unterschiedlicher Ansätze für die Omegas und 
für dunkle Energie vernachlässigbar. Siehe die von Dir referenzierte 
Quelle:

http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/wp-content/blogs.dir/69/files/2012/06/i-a04df6ebee1fd869b2d1498ee8ac0286-supernovahz_highzhub_col_bothbig.gif

Außerdem hier: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Velocity-redshift.JPG


In diesem Diagramm

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Friedmann_universes.svg
https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law#Ultimate_fate_and_age_of_the_universe

ist der betrachtete Zeitraum demnach lediglich ca. +-1.5 Mrd Jahre von 
heute.

> Du scheinst immer noch der Vorstellung nachzuhängen, Raum sei etwas,
> dass durch Ausdehnung Kraft auf Körper ausübe

Rein rechnerisch und so einfach wie möglich formuliert: ja

Die Vorstellung einer wirkenden, klassischen Kraft habe ich jedoch 
nicht. Kraft ist definiert für konstanten Raum und über den Meter. Dies 
ändert sich jedoch.

> oder ein Fluid sei wie
> aufgehender Bauschaum oder Materie mitreiße :-)
> Wenn du das Universum zu unterschiedlichen Zeitpunkten betrachtest, dann
> ist in einem alten All eben mehr Raum pro Materie da als in einem jungen
> All.  Wenn du also Volumen auf Materie beziehst, wächst das mit dem
> Alter des Alls.

Warum ich? Ich mache das nicht. Ich möchte nur im hier und jetzt mal 
eine Sekunde anschauen.

> Wenn du einen kleineren Bereich nimmst, der nicht oder langsamer
> auseinander fliegt,

Nunja. An der Stelle "hängt" es. Siehe mein Beispiel mit einem Stern, 
der  ein Raumgebiet durchquert. Ich wiederhole es in der übernächsten 
Zeile.

> und dort das Volumen auf die Materie beziehst, dann
> ändert sich das Verhältnis nicht oder langsamer.

Mache ich nicht.

> Was ist daran so misteriös?

Ich wiederhole mich auch. Teilweise, weil Du meine Fragen und 
Denkbeispiele in Deinen Antworten außer Acht lässt:

1. Bewegt sich ein Stern durch ein Raumgebiet, so ist dieses Raumgebiet
nach der Durchquerung nachhaltig gekrümmt aufgrund veränderter
Raumausdehnung gegenüber einer Situation, in der der Stern das
Raumgebiet nicht durchquert hätte?

>> " Denn nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) dehnt sich das
>> Universum ja nicht einfach überall mit derselben Geschwindigkeit – je
>> mehr Materie da ist, desto langsamer dehnt sich der Raum aus. "
>>
>> <- Worauf basiert dieser Satz?

2. Konkreter und genauer von mir formuliert: Was hat die ART mit dem 
Bereich bis 200 Mpc zu tun?


Viele Grüße
Lars


Kurt B. schrieb im Beitrag #4772710:
> .
>
> Lars R.
>
> Frage:
> Was ist bei dir "Raum", was stellst du dir darunter vor, was ist das das
> sich da ausdehnt?
> (wohin dehnt es sich aus?)

Diese Frage stellt sich mir nicht. Sie ist auch nicht Thema in diesem 
Thread. Zum jetzigen Zeitpunkt wäre es nett dies in einem eigenen Thread 
zu besprechen.

von Lars R. (lrs)


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...entsprechend meines obigen Ansatzes expandiert 1 Meter Raum in einer 
Sekunde um 10**-18 Meter. Das ist drei Größenordnungen weniger als der 
Durchmesser eines Protons.

In einer Millisekunde sind es 10**-24 Meter und einer Nanosekunde wären 
es 10**-36 Meter. Die Planck-Länge beträgt 10**-35 Meter.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Mich interessiert: Was passiert heute in einer Sekunde?

Löse die Feldgleichungen mit entsprechenden Anfangs- und Randbedungungen 
und du weißt es.

>> Du scheinst immer noch der Vorstellung nachzuhängen, Raum sei etwas,
>> dass durch Ausdehnung Kraft auf Körper ausübe
>
> Rein rechnerisch und so einfach wie möglich formuliert: ja
>
> Die Vorstellung einer wirkenden, klassischen Kraft habe ich jedoch
> nicht. Kraft ist definiert für konstanten Raum und über den Meter. Dies
> ändert sich jedoch.
>
>> oder ein Fluid sei wie
>> aufgehender Bauschaum oder Materie mitreiße :-)
>> Wenn du das Universum zu unterschiedlichen Zeitpunkten betrachtest, dann
>> ist in einem alten All eben mehr Raum pro Materie da als in einem jungen
>> All.  Wenn du also Volumen auf Materie beziehst, wächst das mit dem
>> Alter des Alls.
>
> Warum ich? Ich mache das nicht. Ich möchte nur im hier und jetzt mal
> eine Sekunde anschauen.
>
>> Wenn du einen kleineren Bereich nimmst, der nicht oder langsamer
>> auseinander fliegt,
>
> Nunja. An der Stelle "hängt" es. Siehe mein Beispiel mit einem Stern,
> der  ein Raumgebiet durchquert. Ich wiederhole es in der übernächsten
> Zeile.
>
>> und dort das Volumen auf die Materie beziehst, dann
>> ändert sich das Verhältnis nicht oder langsamer.
>
> Mache ich nicht.

Du kannst nicht ein m³ Raum betrachten und sinnvoll darüber reden ohne 
Materie, weil in der ART Raum, Zeit, Energie und Materie unterennbar 
miteinander verbunden sind.

> Ich wiederhole mich auch. Teilweise, weil Du meine Fragen und
> Denkbeispiele in Deinen Antworten außer Acht lässt:

Weil deine Fragen m.E. auf einem Kategorienfehler beruhen, so wie "Wie 
weich ist blau?" oder "Wie elastisch ist ein Logarithmus?".

> 1. Bewegt sich ein Stern durch ein Raumgebiet,

Du setzt also weitere Materie neben diesem Stern voraus (Wenn es 
ansonsten keine Materie gibt, kann der Stern o.E. als ruhend angesehen 
werden).  Ich schrieb bereits, dass es nicht sinnvoll ist, den 
Bewegungszustand eines Objekts relativ zu Raum angeben zu wollen.  Den 
Bewegungszustand kannst du nur relativ zu anderen Objekten angeben.

> so ist dieses Raumgebiet nach der Durchquerung nachhaltig gekrümmt
> aufgrund veränderter Raumausdehnung gegenüber einer Situation, in
> der der Stern das Raumgebiet nicht durchquert hätte?

Kosmologisch spielt ein einzelner Stern keine Rolle, du scheinst also 
ein weithin leeres Raumgebiet zu betrachten inclusive darum angeordneter 
Materie wie Galaxie(hauf)en und inclusive entsprechender Anfangs- und 
Randbedingungen.  Dann betrachtes du die Situation einmal mit und einmal 
ohne Stern und schaust den Unterschied an.

Hat der Stern einen Einfluß auf die Bewegung der Galaxien? Falls nein, 
ändert sich nix an der Dynamik.  Wenn ja, ist seine Masse so groß, dass 
er Einfluß auf die Bewegung der umgebenden Galaxie(hauf)en hat (hat 
einen merklichen Anteil am Energie-Impuls-Tensor) und diese langsamer 
auseinanderstreben oder sich sogar um den Stern sammeln. Wenn du jetzt 
über die Metrik integrierst um Volumen zu bestimmen (und den Bereich an 
vorhandenen Galaxien festmachst und vergleichbare Koordinaten wählst), 
dann wird das Ergebnis kleiner sein als ohne Stern, weil der Stern einen 
Einfluß auf die Entwicklung der Metrik hat.

> 2. Konkreter und genauer von mir formuliert: Was hat die ART mit dem
> Bereich bis 200 Mpc zu tun?

Die ART beschreibt die Dynamik der ganzen Chose.

von Robert L. (lrlr)


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>
> Robert L. schrieb:
>> warum muss sich der Raum (Universum) was auch immer eigentlich
>> ausdehnen,
>>
>> dadurch das alles kleiner wird (auch Wasserstoff Atome usw) wird die
>> Wellenlänge des aufgenommenen/abgegebenen Licht mit der Zeit auch immer
>> kleiner..
>>
>> (Licht von weit weg ist von "alten" Atomen und hat deshalb größere
>> Wellenlänge)
>
> Das Alter der Atome ist keine Erklärung für die Rotverschiebung.

gibts dafür einen Grund?


>
>> lokal merkt man davon wenig, weil die effekte sich größenteils
>> aufheben..
>
> Wenn Dinge kleiner würden und ihre Masse behielten, so könnte man sie
> dichter zusammen packen. Müssten sich dann die Naturkonstanten nicht
> ständig ändern?

dann wird die Masse eben auch weniger ;-)

>
>> (wenn die 100Meter Bahn kleiner wird, aber das maßband auch kleiner,
>> merkt man es nicht..)
>
> Man merkt jedoch, dass das Licht immer weniger Zeit für die 100
> Meter-Bahn braucht.

nein, das  Licht braucht weniger Zeit, die Zeit wird aber mit einer Uhr 
gemessen die auch kleiner wird, bei einer Pendeluhr ist das Pendel 
kürzer man merkt es also nicht..

von Lars R. (lrs)


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Johann L. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Mich interessiert: Was passiert heute in einer Sekunde?
>
> Löse die Feldgleichungen mit entsprechenden Anfangs- und Randbedungungen
> und du weißt es.
>
>>> Du scheinst immer noch der Vorstellung nachzuhängen, Raum sei etwas,
>>> dass durch Ausdehnung Kraft auf Körper ausübe
>>
>> Rein rechnerisch und so einfach wie möglich formuliert: ja
>>
>> Die Vorstellung einer wirkenden, klassischen Kraft habe ich jedoch
>> nicht. Kraft ist definiert für konstanten Raum und über den Meter. Dies
>> ändert sich jedoch.
>>
>>> oder ein Fluid sei wie
>>> aufgehender Bauschaum oder Materie mitreiße :-)
>>> Wenn du das Universum zu unterschiedlichen Zeitpunkten betrachtest, dann
>>> ist in einem alten All eben mehr Raum pro Materie da als in einem jungen
>>> All.  Wenn du also Volumen auf Materie beziehst, wächst das mit dem
>>> Alter des Alls.
>>
>> Warum ich? Ich mache das nicht. Ich möchte nur im hier und jetzt mal
>> eine Sekunde anschauen.
>>
>>> Wenn du einen kleineren Bereich nimmst, der nicht oder langsamer
>>> auseinander fliegt,
>>
>> Nunja. An der Stelle "hängt" es. Siehe mein Beispiel mit einem Stern,
>> der  ein Raumgebiet durchquert. Ich wiederhole es in der übernächsten
>> Zeile.
>>
>>> und dort das Volumen auf die Materie beziehst, dann
>>> ändert sich das Verhältnis nicht oder langsamer.
>>
>> Mache ich nicht.
>
> Du kannst nicht ein m³ Raum betrachten und sinnvoll darüber reden ohne
> Materie, weil

Moment.

> in der ART Raum, Zeit, Energie und Materie unterennbar
> miteinander verbunden sind.

Mit dem Teilsatz bin ich einverstanden. Aber in der ursprünglichen ART 
finde ich gar keine Raumexpansion. Die ART ist zu nächst einmal für 
konstanten Raum, dh. für ein statisches Universum, so wie alle anderen 
Gesetze der klassischen Physik auch.

Du möchtest das Thema auf der Ebene der ART besprochen sehen. Das 
erschwert die Sache. Aber die Aussage, mit der (ursprünglichen) ART wird 
eine Masseabhängige Raumausdehnung abgedeckt, kann ich noch nicht 
nachvollziehen. Oder ich habe es noch nicht richtig verstanden.

"Einstein fügte 1917 die kosmologische Konstante Λ in die 
Feldgleichungen ein, um ein Modell eines statischen Kosmos zu 
ermöglichen" (dh. 2 Jahre nach Veröffentlichung der ART). Das 
Hubble-Diagramm ist von 1929.

Masse und Zeit sind Eigenschaften der Raumzeit. Aber neuer Raum ist 
neuer Raum. Diesen neuen Raum kann (zumindest ich) nicht als Eigenschaft 
des ursprünglichen Raums beschreiben.

Soweit ich Dich verstehe, möge die Ausbildung von neuem Raum von den 
Eigenschaften (insbes. der vorhandenen Masse) des bereits existierenden 
Raums abhängen. Das kann ich gern erst einmal akzeptieren. Dann würde 
ich dies gern auf das Kilogramm genau ausgerechnet haben. Und dann 
möchte ich eine Karte für die Milchstraße, in der aufgetragen ist, wie 
sehr sich der Raum wo ausdehnt und ausgedehnt hat. Denn schließlich ist 
es nach diesem Ansatz überall unterschiedlich (Relevanz siehe weiter 
unten).  ...Eigentlich wollte ich nur auf das Hubble-Diagramm 
schauen....

Nun zum ersten Teil Deines Satzes: Lassen wir die Raumexpansion einmal 
weg. Dann kann ich sehr wohl ART-konforme Aussagen über den Masse-leeren 
Raum machen. Nun nehme ich die Raumexpansion wieder dazu.

>> Ich wiederhole mich auch. Teilweise, weil Du meine Fragen und
>> Denkbeispiele in Deinen Antworten außer Acht lässt:
>
> Weil deine Fragen m.E. auf einem Kategorienfehler beruhen, so wie "Wie
> weich ist blau?" oder "Wie elastisch ist ein Logarithmus?".
>
>> 1. Bewegt sich ein Stern durch ein Raumgebiet,
>
> Du setzt also weitere Materie neben diesem Stern voraus (Wenn es
> ansonsten keine Materie gibt, kann der Stern o.E. als ruhend angesehen
> werden).  Ich schrieb bereits, dass es nicht sinnvoll ist, den
> Bewegungszustand eines Objekts relativ zu Raum angeben zu wollen.  Den
> Bewegungszustand kannst du nur relativ zu anderen Objekten angeben.
>
>> so ist dieses Raumgebiet nach der Durchquerung nachhaltig gekrümmt
>> aufgrund veränderter Raumausdehnung gegenüber einer Situation, in
>> der der Stern das Raumgebiet nicht durchquert hätte?
>
> Kosmologisch spielt ein einzelner Stern keine Rolle, du scheinst also
> ein weithin leeres Raumgebiet zu betrachten inclusive darum angeordneter
> Materie wie Galaxie(hauf)en und inclusive entsprechender Anfangs- und
> Randbedingungen.  Dann betrachtes du die Situation einmal mit und einmal
> ohne Stern und schaust den Unterschied an.

Richtig. Es spielt nämlich keine Rolle, ob es kosmologisch eine Rolle 
spielt oder nicht. Wenigstens sollte es keine Rolle spielen.

> Hat der Stern einen Einfluß auf die Bewegung der Galaxien? Falls nein,
> ändert sich nix an der Dynamik.

Das war ja nicht die Frage, verflixt nochmal ;) Die Frage war Folgende:

. Die Aussage sei, dass Raum masseabhängig expandiert.
. Demnach hat auch ein einzelner Stern Einfluss auf die Raumexpansion. 
Ja oder nein? Der Stern hat schließlich eine Masse.
. Falls ja, so hat der Stern nachhaltig auf die Raumausdehnung eines 
Raumbereichs (definiert in Relation zu anderen Objekten) gewirkt, auch 
wenn der Stern gar nicht mehr da ist. Das sich an der Dynamik nichts 
ändert, mag so sein oder nicht, danach hatte ich noch nicht gefragt.

Konsequenzen und Wirkungen kann es im Folgenden nämlich IMHO noch in 
anderen Bereichen haben, wenn plötzlich lokal begrenzt "unerwartet" 
zusätzlicher Raum entstanden ist (bzw. in diesem Beispiel lokal begrenzt 
nicht entstanden ist).

>  Wenn ja, [...]

Vielleicht kommt hier thematisch schnell zur Dunklen Materie, die 
bestimmte Beobachtungen bereits erklärt. Die will ich lieber nicht in 
Frage stellen und deshalb möchte an dieser Stelle lieber nicht ansetzen.

>> 2. Konkreter und genauer von mir formuliert: Was hat die ART mit dem
>> Bereich bis 200 Mpc zu tun?
>
> Die ART beschreibt die Dynamik der ganzen Chose.

Noch genauer: Was hat die ART mit dem Bereich bis 200Mpc mit der 
Raumexpansion zu tun?
Edit: Sorry, an der Stelle brauchst Du nicht (nochmal) antworten. Es ist 
ja jetzt weiter oben thematisiert.

Viele Grüße
Lars


Edit2: Warum sehen wir eine Massenabhängigkeit der Raumexpansion nicht 
im Hubble-Diagramm?

: Bearbeitet durch User
von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Lars R. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Du kannst nicht ein m³ Raum betrachten und sinnvoll darüber reden
>> ohne Materie, weil
>
> Moment.
>
>> in der ART Raum, Zeit, Energie und Materie unterennbar
>> miteinander verbunden sind.
>
> Mit dem Teilsatz bin ich einverstanden. Aber in der ursprünglichen ART
> finde ich gar keine Raumexpansion.

Die Expansion ergibt sich durch die Anfangsbedingung(en) :-)

Nachdem Einstein die ART vollendet hatte, wandte er sie unter Hinzunahme 
des kosmologischen Prinzips auf das Universum als Ganzes an und erkannte 
dabei, dass es keine stationären Lösungen gab.  Da dies nicht zu seiner 
Annahme eines stationären Universums passte — und damals gab es noch 
keinerlei Beobachtungsdaten, die auf eine Expansion o.ä. hinwiesen — 
fügte er den Feldgleichungen einen Term mit kosmologischer Konstante 
hinzu, der fortan stationäre Lösungen erlaubte.

> "Einstein fügte 1917 die kosmologische Konstante Λ in die
> Feldgleichungen ein, um ein Modell eines statischen Kosmos zu
> ermöglichen" (dh. 2 Jahre nach Veröffentlichung der ART). Das
> Hubble-Diagramm ist von 1929.

Erst später, als Beobachtungsdaten eine Expansion nahelegten, wurde 
erkannt, dass es keiner kosmologischen Konstante bedurfte, um das 
Universum als Ganzes zu beschreiben, denn es gab keinen "Bedarf" für 
stationäre Lösungen mehr, und Einstein betitelte seine Erweiterung der 
Feldgleichungen als Eselei.

Die "ursprüngliche" ART kann also sehr wohl eine metrische Expansion 
darstellen.

Erst viiiiiel später, als sich Hinweise einer beschleunigten Expansion 
mehrten, wurde die kosmologische Konstante wieder aus der Mottenkiste 
gekramt.  Schreibt man den entsprechenden Term nicht links zum 
metrischen Tensor sonden verbackt ihn stattddessen im 
Energie-Impuls-Tensor, dann erscheint das Ding wie eine Energie, welche 
die metrische Expansion beschleunigt — Geburt von Deus Ex "Dunkle 
Energie".

> Die ART ist zunächst einmal für konstanten Raum, dh. für ein
> statisches Universum, so wie alle anderen Gesetze der klassischen
> Physik auch.

Nö :-) Siehe oben.

> Du möchtest das Thema auf der Ebene der ART besprochen sehen. Das
> erschwert die Sache.

Na auf welcher Ebene denn sonst?

> Aber die Aussage, mit der (ursprünglichen) ART wird
> eine Masseabhängige Raumausdehnung abgedeckt, kann ich noch nicht
> nachvollziehen. Oder ich habe es noch nicht richtig verstanden.

Nimm ein anderes Universum, in dem aber wesentlich mehr Materie bzw. 
Masse vorhanden ist.  Ab einer bestimmten Grenze wird die Expansion dann 
immer langsamer, bis sie schließlich zum Erliegen kommt und schließlich 
in eine Kontraktion übergeht.

> Masse und Zeit sind Eigenschaften der Raumzeit.

Anderes Thema; Einstein würde dieser Ansicht widersprochen haben.  Siehe 
Diskussionen zu "Spacetime Substantivalism", etwa 
http://plato.stanford.edu/entries/spacetime-holearg/

> Soweit ich Dich verstehe, möge die Ausbildung von neuem Raum von den...

Zumindest würde ich nie von "Ausbildung von Raum" sprechen, weil dies 
ein Raum-ist-Popkorn Bild befördert.  Hier kann ich mich nur Wikipedia 
anschließen:
1
Due to the non-intuitive nature of the subject and what has been
2
described by some as "careless" choices of wording, certain descriptions
3
of the metric expansion of space and the misconceptions to which such
4
descriptions can lead are an ongoing subject of discussion in the realm
5
of pedagogy and communication of scientific concepts.

Aber weiter im Text
> ...Eigenschaften (insbes. der vorhandenen Masse) des bereits existierenden
> Raums abhängen. Das kann ich gern erst einmal akzeptieren. Dann würde
> ich dies gern auf das Kilogramm genau ausgerechnet haben. Und dann
> möchte ich eine Karte für die Milchstraße, in der aufgetragen ist, wie
> sehr sich der Raum wo ausdehnt und ausgedehnt hat. Denn schließlich ist
> es nach diesem Ansatz überall unterschiedlich (Relevanz siehe weiter
> unten).  ...Eigentlich wollte ich nur auf das Hubble-Diagramm
> schauen....

wollewollewolle :-)

Siehe etwa "On the effect of the global cosmological expansion on the 
local dynamics in the Solar System":

https://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACT-RPT-PHY-ARI-041302-Double_Embedding.pdf

Basierend auf unterschiedlichen Modellen wird die aus kosmologischen 
Modellen erhaltene Hintergrundgeometrie der Raumzeit übersetzt ins 
Newton'sche Bild und dort dann Bewegungsgleichungen in einem 
Zentralkraft-Feld analysiert.

Spoiler (pp. 8):
1
We now wish to study the effect the ä term has on the unperturbed
2
Kepler orbits.  We first make the obvious remark that this term results
3
from the acceleration and not just the expansion of the universe.

von Lars R. (lrs)


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@Johann L.:
Vielen Dank für die Erklärungen, Gegenargumente, Richtigstellung und die 
beiden Links. Das hilft mir weiter, dafür werde ich einige Zeit 
benötigen.

von Mani W. (e-doc)


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Kurt B. schrieb im Beitrag #4779807:
> Wer sich mit derartigen Fragen beschäftigt der sollte für sich wohl
> erstmal klären was das für ein Ding ist das sich da ausdehnt oder auch
> nicht.
> Was ist Raum? Wohin dehnt sich dieses Ding aus (falls es sich ausdehnt).

Und da gebe ich Dir voll recht!


Darum ist es schwierig, bei diesem Thema etwas sinnvolles zu schreiben!

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