Wieso beschleunigte Expansion im All?

[komet007]

Folgendes kann ich im Moment auch noch nicht nachvollziehen:
Einerseits wird kurz nach dem Urknall eine extrem hohe Temperatur angenommen, andererseits soll Materie keine kinetische Energie, also Eigengeschwindigkeit, aufgenommen haben, die sie auseinander treibt? Dabei ist Temperatur doch kinetische Energie auf Teilchenebene.

Genau aus diesem Grund diskutierte ich mit Orbit die Anfangsbedingungen, die das kosmologische Modell durch den Urknall voraussetzt. Diese Bedingungen vereinbaren sich nicht mit aktuellen Beobachtungsdaten.
Aus diesem Grund muss über alternative Modelle nachgedacht werden, die das Universum zu jeder Zeit und in jedem Zustand beschreiben.
Allerdings darf nicht ausser Acht gelassen werden, dass das klassische Urknallmodell Voraussagen zum Universum machte, die mit beeindruckender Genauigkeit bestätigt wurden.
- Hintergrundstrahlung
- Metallizität
- Häufigkeit von Quasaren

Eine Schwachstelle hat sie allerdings und die heisst Inflation.

Gruß

 

[Orbit]

Erst jetzt merke ich, wie zentral diese Frage von Yochen ist!

Wenn nun aber diese Temperatur nicht nur im statistischen Mittel, sondern überall exakt gleich ist, und man bedenkt, dass sich die Teilchen - im Gegensatz zum Gas in einem Dampfkochtopf - in einem homogen expandierenden Raum ohne Rand befinden, ist die Temperatur dann nicht einfach ein Mass für die Abstände zwischen den Teilchen?
Nur die Heisenberg'sche Unschärfe würde zu Beginn für lokale Inhomogenitäten sorgen. Und wie wäre es nun, wenn diese lokalen Störungen zuerst die Bildung von Materieteilchen und -antiteilchen und dann deren Kollision und Zerstrahlung bewirken würde?

Hm. Hab eben festgestellt, dass unter dem Fenster, aus dem ich mich gerade lehne, kein Fangnetz aufgespannt ist. Deshalb ziehe ich mich besser wieder in mein Kämmerchen zurück.
Gruss Orbit

 

[komet007]

Wenn nun aber diese Temperatur nicht nur im statistischen Mittel, sondern überall exakt gleich ist, und man bedenkt, dass sich die Teilchen - im Gegensatz zum Gas in einem Dampfkochtopf - in einem homogen expandierenden Raum ohne Rand befinden, ist die Temperatur dann nicht einfach ein Mass für die Abstände zwischen den Teilchen?

In einem strahlungdominierten Universum erwartet man durch die Expansion des Raumes eine Abkühlung der vorhandenen Strahlung. Genau dies repräsentiert die Hintergrundstrahlung, aus der sich entsprechende Dichteparameter kurz nach dem Urknall ablesen lassen. Da liegst du also mit deiner Annahme genau richtig.

Gruß

 

[Bewegt]

Diese Bedingungen vereinbaren sich nicht mit aktuellen Beobachtungsdaten.
Aus diesem Grund muss über alternative Modelle nachgedacht werden, die das Universum zu jeder Zeit und in jedem Zustand beschreiben.
Allerdings darf nicht ausser Acht gelassen werden, dass das klassische Urknallmodell Voraussagen zum Universum machte, die mit beeindruckender Genauigkeit bestätigt wurden.
- Hintergrundstrahlung
- Metallizität
- Häufigkeit von Quasaren.

Ob die gemessenen Werte von Hintergrundstrahlung die Urknalltheorie mit beeindruckender Genauigkeit bestätigen?
Wird die Hintergrundstrahlung mit identischen Werten auch ausserhalb des Sonnensystems gemessen? Wodurch kann ausgeschlossen werden, das der Filter Sonnenwind die Messwerte der aus allen Richtungen kommenden Temperatur nicht beeinflusst?
Dann der Faktor Zeit bis zur gemessenen Temperatur, wenn die gesamte Materie, die abkühlt, (sie heizt sich also nicht auf ) nicht genau bekannt ist
Wenn es mit der Menge von Masse und Zeitdauer sich nicht beeindruckend genau bestätigen lässt, können Masse und Zeitdauer so theoretisch verändert werden, das die Theorie (bewiesenermassen) stimmt.
( sorry für die emotionale Schreibweise)

 

[komet007]

Wenn es mit der Menge von Masse und Zeitdauer sich nicht beeindruckend genau bestätigen lässt, können Masse und Zeitdauer so theoretisch verändert werden, das die Theorie (bewiesenermassen) stimmt.
( sorry für die emotionale Schreibweise)

Hallo Bewegt

So einfach kannst du die gewonnenen Daten nicht abtun.
Eine Beeinflussung oder Falschinterpretation der WMAP Daten, bedingt durch lokale Störeffekte (z.B. Sonnenwind) ist so gut wie ausgeschlossen. Auschlaggebend dafür ist der Standort des Satelliten und die Technik selbst. Ich glaube nicht, dass man sich vor der Datenauswertung keine Gedanken über mögliche Störfaktoren gemacht hat. Sofern es Störungen gibt, sind diese weitgehend bekannt und werden in die Berechnungen mit einbezogen.
Zudem denke ich nicht, dass so etwas profanes wie der Sonnenwind nicht berücksichtigt wurde.
Vor allem führten die WMAP und COBE Daten erst zum theoretischen Modell über Masse und Zeitdauer und nicht umgekehrt.

Gruß

 

[Bewegt]

Wenn sich die Zeit innerhalb eines Schwarzschildradius nicht auswirkt weil sogar Licht an seiner Bewegung gehindert wird, ist das Universum dann älter, je weiter es sich von einem Schwarzschildradius befindet? Ist das Universum innerhalb eines Schwarzschildradius noch jünger als ausserhalb, auch wenn sich das Gebilde, das den Schwarzschildradius bildet, sich selbst durch den Raum bewegt? Wenn sich z. B. Licht von der Wega oder Beteigeuze von Ihnen entfernt, vergeht doch die Zeit für den Weg, den das Licht dieser Sterne durcheilt, nicht überall gleichschnell, weil der Weg durch unterschiedlich stark durchwirkte gravitative Felder führt. Werden solche Schwankungen bei der Bewertung der Rotverschiebung berücksichtigt?
Altert das Universum zwischen Galaxien schneller als innerhalb von Ihnen, weil sich dort ja viel weniger Gravitation befindet, die den Zeitablauf verlangsamt?

Wird die Strömung des Sonnenwindes irgendwann schwächer, in der Schwerelosigkeit gibt es keine Felder/Objekte, die ihn abbremsen?
Wenn er doch gebremst wird, was bremst den Sonnenwind ab?

 

[Orbit]

Hallo Bewegt

Altert das Universum zwischen Galaxien schneller als innerhalb von Ihnen?

Das kann man, glaub ich, so sagen. Aber die gravitative Zeitdilatation, die sich aus der Formel T' = T(1 - GM/(c^2*r) ergibt, ist viel geringer als Du wohl annimmst. In einem (hitzebeständigen) Satelliten, welcher die Sonne im Abstand vom doppelten Sonnenradius (1,4E9 m) umkreisen würde, gälte ein Dilatationsfaktor von 0,9999989. Kreist der Satellit auf der Erdbahn, sind es 0,9999999.
Licht, das an einer Galaxie mit 10 Milliarden Sonnenmassen (2E40 kg) in einem Abstand von 50'000 ly (=9.47E20 m) vorbeifliegt (es streift die Galaxie also), würde eine Dilatation von 0.999999969 erfahren.
Du siehst, das sind praktisch vernachlässigbare Werte, vor allem auch deshalb, weil die Wahrscheinlichkeit, dass Licht so nah an Gravitationszentren vorbeifliegt, sehr gering ist.

Auf Deine Bedenken wegen des Sonnenwindes soll jemand anderer antworten; aber ich denke, auch hier machst Du Dir wegen marginaler Einflüsse Gedanken.
Trotzdem bin ich überzeugt, dass man sie in die Berechnungen einfliessen lässt.

Gruss Orbit

 

[komet007]

Werden solche Schwankungen bei der Bewertung der Rotverschiebung berücksichtigt?

Die Zeitdilation wirkt sich vor allem gravierend auf die Rotverschiebung ab einer Entfernung von 400 Mpc aus, dieser Effekt wird in die Auswertung der Daten selbstverständlich mit einbezogen, hat aber nichts mit der Hintergrundstrahlung zu tun.
Lokale Dilationseffekte wirken sich nur minimal auf die Rotverschiebungsdaten aus und können vernachlässigt werden. Dilationseffekte bei Gravitationslinsen beispielsweise, werden auch berücksichtig.
Die Raumzeit gilt nur für das jeweilige Inertialsystem in dem man sich befindet. Dabei ist es allerdings für uns unerheblich wie sich das Licht bzw die Zeit innerhalb eines stark gravitierenden Feldes ausserhalb unseres Inertialsystems verhält oder worauf willst du hinaus?

 

[Bewegt]

Aber die gravitative Zeitdilatation, die sich aus der Formel T' = T(1 - GM/(c^2*r) ergibt, ist viel geringer als Du wohl annimmst. In einem (hitzebeständigen) Satelliten, welcher die Sonne im Abstand vom doppelten Sonnenradius (1,4E9 m) umkreisen würde, gälte ein Dilatationsfaktor von 0,9999989. Kreist der Satellit auf der Erdbahn, sind es 0,9999999.
Licht, das an einer Galaxie mit 10 Milliarden Sonnenmassen (2E40 kg) in einem Abstand von 50'000 ly (=9.47E20 m) vorbeifliegt (es streift die Galaxie also), würde eine Dilatation von 0.999999969 erfahren.

hmm, die Beeinflussung der Werte ist tatsächlich viel kleiner als ich dachte. Meinen Verdacht kann ich mit solchen Daten wohl nicht weiterverfolgen.
(Etwa ein Sechstel des Sonnenwindes nähert sich dem Zentrum der Galaxis, etwa die Hälfte entfernt sich vom Zentrum?) Wenn sich aber Lichtschnell und Absoluter Nullpunkt sowenig auf den Zeitablauf auswirken...

Die Zeitdilation wirkt sich vor allem gravierend auf die Rotverschiebung ab einer Entfernung von 400 Mpc aus, dieser Effekt wird in die Auswertung der Daten selbstverständlich mit einbezogen, hat aber nichts mit der Hintergrundstrahlung zu tun.
Lokale Dilationseffekte wirken sich nur minimal auf die Rotverschiebungsdaten aus und können vernachlässigt werden. Dilationseffekte bei Gravitationslinsen beispielsweise, werden auch berücksichtig.
Die Raumzeit gilt nur für das jeweilige Inertialsystem in dem man sich befindet. Dabei ist es allerdings für uns unerheblich wie sich das Licht bzw die Zeit innerhalb eines stark gravitierenden Feldes ausserhalb unseres Inertialsystems verhält oder worauf willst du hinaus?

Wo hört unser Inertialsystem auf, am Rand des Sonnensystems, am Rand der Galaxis, am/als Radius des Grossen Attraktors?
Wenn sich seit 4,7 Milliarden Jahren der Sonnenwind ungebremst in alle Richtungen von der Sonne entfernt, die Sonne jede Sekunde 4-5 Millionen Tonnen Masse verliert, die Sonne sich dabei um das Zentrum der Galaxis dreht, ist das nicht leuchtende Feld des Sonnensystems schon grösser als die Galaxis, wenn die Sonne 225 Millionen Jahre braucht, um das Zentrum einmal zu umrunden. Sie flöge also schon in ihrem eigenen Sonnenwindschweif, aber so ist es doch nicht, oder? Der Sonnenwind wird in Schwerelosigkeit von irgendwas abgebremst, oder?

 

[komet007]

Wo hört unser Inertialsystem auf, am Rand des Sonnensystems, am Rand der Galaxis, am/als Radius des Grossen Attraktors?

Das sind alles eigene Inertialsysteme.
Wir waren aber doch ursprünglich bei der Auswertung der Hintergrundstahlung. Ich verstehe nun immer noch nicht worauf du hinaus willst. Was hat die Zeitdilation mit der Hintergrundstrahlung zu tun?

 

[Orbit]

Hallo komet

Die Zeitdilation wirkt sich vor allem gravierend auf die Rotverschiebung ab einer Entfernung von 400 Mpc aus...

Offenbar sprichst damit auf dieses Phänomen an:

Die UT sagt damit also voraus, dass Ereignisse, die sich in weiter Entfernung abgespielt haben, heute in einer Art "Zeitlupe" gesehen werden sollten. Da die Quelle dieses Effekts dieselbe ist wie für die normale Rotverschiebung, sagt die UT voraus, dass der Faktor, um die die Zeit langsamer abzulaufen scheint, gleich dem Rotverschiebungsfaktor sein sollte (welcher sich aus 1+z berechnet, wobei z in der Kosmologie die Rotverschiebung eines Objekts bezeichnet. Eine alternative, allerdings irreführende Betrachtungsweise wäre hier, dass es sich einfach um die Zeitdilatation der Speziellen Relativitätstheorie handelt, da sich diese weit entfernten Objekte ja (scheinbar) mit hoher Geschwindigkeit von uns wegbewegen. Allerdings treten bei dieser Interpretation ähnliche Probleme auf wie schon bei der Interpretation der Rotverschiebung als Doppler-Verschiebung (siehe Abschnitt 2b).

das auf der Seite der Uni Heidelberg zu finden ist,
http://www.rzuser.uni-heidelberg.de/~bfeuerba/indexd.htm
eine Seite, die nicht nur eine deutsprachige Alternative zu den Seiten von Ned Wright ist, sondern auch eine Koproduktion mit dieser.

Aber ehrlich gesagt, mich verwirrt das Ganze:
Jetzt hab ich beim Studium der Seite von Ned Wright endlich kapiert, dass man 1/a = z+1, den inversen Skalenfaktor also, nicht aus der Formel für den relativistischen Dopplereffekt berechnen darf. Wie man's aber macht, sagt der Professor allerdings nicht, sondern verweist einfach auf die ART. Hier nun ist wieder von diesem Rotverschiebungsfaktor z+1 die Rede, und auch hier wird wieder nur erklärt, wie man ihn nicht rechnen soll; aber nun wird zusätzlich dieser Zeit-Dilatations-Faktor ins Spiel gebracht, der gleich gross sein soll wie der Rotverschiebungsfaktor.
Offenbar scheint es sich um einen relativ neuen Gedanken zu handeln; denn obwohl es einige Messungen gab im vergangenen Jahrzehnt, scheint es sich immer noch um eine Hypothese zu handeln.
Sollte die sich bestätigen, hiesse das dann, dass bei gewissen Betrachtungen der Rotverschiebungsfaktor gleich zweimal in die Rechnung eingehen und man dann mit 1/a^2 rechnen müsste?

Grüsse von einem etwas verwirrten
Orbit

 

[Bewegt]

Wir waren aber doch ursprünglich bei der Auswertung der Hintergrundstahlung. Ich verstehe nun immer noch nicht worauf du hinaus willst. Was hat die Zeitdilation mit der Hintergrundstrahlung zu tun?

Ich habe Bedenken, ob die Temperaturmessung der Hintergrundstrahlung nicht durch die Temperatur des Sonnenwindes beeinflusst wird.
( Frage ~ ) Lässt sich irgendwie ein Unterschied zwischen uralter und junger Temperatur feststellen?

 

[komet007]

Ich habe Bedenken, ob die Temperaturmessung der Hintergrundstrahlung nicht durch die Temperatur des Sonnenwindes beeinflusst wird.

Natürlich, die Hintergrundstrahlung lässt sich aufgrund ihrer Wellenlänge eindeutig identifizieren, ihr Maximum liegt bei 1mm. Zudem sind die Photonen der Hintergrundstrahlung polarisiert und nahezu isotrop über den Himmel verteilt, was zusätzlich lokale Effekte ausschließt.

( Frage ~ ) Lässt sich irgendwie ein Unterschied zwischen uralter und junger Temperatur feststellen?

Dazu würde ich nein sagen

 

[komet007]

Sollte die sich bestätigen, hiesse das dann, dass bei gewissen Betrachtungen der Rotverschiebungsfaktor gleich zweimal in die Rechnung eingehen und man dann mit 1/a^2 rechnen müsste?

Hallo Orbit

wie die Formel dafür genau aussieht, kann ich dir ehrlich gesagt auch nicht sagen. Ich weiß nur, dass sich die exponentielle Zunahme der Rotverschiebung bei SN1A auf Dilationseffekte zurückführen lässt.
Das heisst tatsächlich, dass die Dehnung der Raumzeit durch die Dunkle Energie eine Zeitdilation bewirkt, wodurch Uhren in der Tiefe des Raumes lt. ART tatsächlich langsamer laufen.
Nun kannst du allerdings hergehen und einen alten Ladenhüter von mir raus ziehen, indem ich behaupte, die Dunkle Energie selbst bewirkt durch ihre Antigravitation eine Dehnung der Wellenlängen.

Grüßle

 

[Orbit]

Hallo Bewegt

Ich habe Bedenken,...

Ich würde einfach mal etwas weniger Bedenken haben, wenn ich Dich wäre - oder etwas mehr Vertrauen in die Profis. Dass Penzias und Wilson die Hintergrundstrahlung aus all den andern Frequenzen heraus filtern konnten - und zwar dank deren Isotropie - war ja gerade der Witz ihrer Leistung, für die sie auch den Nobelpreis erhielten.
Und Du hast da, 42 Jahre später, immer noch Deine Bedenken!

Gruss Orbit

 

[Bewegt]

Natürlich, die Hintergrundstrahlung lässt sich aufgrund ihrer Wellenlänge eindeutig identifizieren, ihr Maximum liegt bei 1mm. Zudem sind die Photonen der Hintergrundstrahlung polarisiert und nahezu isotrop über den Himmel verteilt, was zusätzlich lokale Effekte ausschließt.

okay, wenn ausgeschlossen werden kann, das Sonnenwind solche Strahlen beeinflusst, dann ist Hintergrundstahlung wohl die Älteste, die im Universum existiert. Dann wäre sie die maximal möglich Rotverschobene, die es überhaupt geben kann, weil sie ja schon vom Anfang aus allen Richtungen bis Jetzt unterwegs ist zur Erde. (wunderbare Harmonie )
Wunderbar, das sich die Temperatur nicht zu schnell und nicht zu langsam verändert, hier und ganz gleichmässig schon die gesamte Zeit im Hintergrund.

 

[Orbit]

Hallo komet007

Nun kannst du allerdings hergehen und einen alten Ladenhüter von mir raus ziehen, indem ich behaupte, die Dunkle Energie selbst bewirkt durch ihre Antigravitation eine Dehnung der Wellenlängen.

So perfid bin ich gar nicht. Habe nur manchmal einen etwas (allzu) pointierten Schreibstil. Ich bin halt aus aus dem Emmental, dem Lande Gotthelfs, und der übertrieb auch immer masslos, um seine Leser zum Lachen zu bringen.

Herzliche Grüsse
Orbit

 

[Orbit]

Hallo Bewegt

okay, wenn ausgeschlossen werden kann, das Sonnenwind solche Strahlen beeinflusst, dann ist Hintergrundstahlung wohl die Älteste, die im Universum existiert.

Genau.

Gruss Orbit

 

[komet007]

okay, wenn ausgeschlossen werden kann, das Sonnenwind solche Strahlen beeinflusst, dann ist Hintergrundstahlung wohl die Älteste, die im Universum existiert.

Ist sie auch, ihre Rotverschiebung liegt bei z = 1100. Würde man in der Zeit nahezu 13,7 Mrd. Jahre zurückgehen, landet man in einem Universums das wesentlich dichter und heißer war. Als die Hintergrundstrahlung ausgesandt wurde, war der Raum angefüllt mit Elektronen und Protonen und hatte eine Temperatur von 3000 Kelvin. Aufgrund der Expansion des Universums kühlte der Raum auf die heute beobachtbare Temperatur von 2,72 Kelvin ab.
Es ist schon so, dass alle Zahnräder ineinander greifen und Aussagen die das kosmologische Modell trifft, unweigerlich in den Beobachtungsdaten münden, aber auch umgekehrt das Modell entsprechend neuer Beobachtungsdaten erweitert werden muss.

 

[komet007]

Ich bin halt aus aus dem Emmental, dem Lande Gotthelfs, und der übertrieb auch immer masslos, um seine Leser zum Lachen zu bringen.

schönen Abend wünsche ich dir